秦漢時期，我國造船業的發展出現了第一個高峰。秦始皇在統一中國南方的戰爭中組織過一支能運輸50萬石糧食的大船隊。據古書記載，秦始皇曾派大將率領用樓船組成的艦隊攻打楚國。統一中國後，他又幾次大規模巡行，乘船在內河游弋或到海上航行。
到了漢朝，以樓船為主力的水師已經十分強大。據說打一次戰役，漢朝中央政府就能出動樓船2000多艘，水軍20萬人。艦隊中配備有各種作戰艦隻，有在艦隊最前列的衝鋒船「先登」，有用來衝擊敵船的狹長戰船「蒙沖」，有快如奔馬的快船「赤馬」，還有上下都用雙層板的重武裝船「檻」。當然，樓船是最重要的船艦，是水師的主力。樓船是漢朝有名的船型，它的建造和發展也是造船技術高超的標誌。樓船，顧名思義，就是有樓的船，高10餘丈，甲板上建樓數層。每層都有防禦敵方射來的弓箭矢石的女牆(即矮牆)，女牆上開有用作發射弓弩攻擊敵方的窗孔。為了防禦敵方火攻，船上蒙上皮革。樓船這個龐然大物上還遍插旗幡，刀槍林立，以壯聲勢。1975年，在廣州發掘了一處規模巨大的古代造船工場的遺址，發現了三個大船台，可以同時建造數艘重量達五六十噸的木船。據考證，這是秦漢時期的造船遺址。此外，在今陝西、四川、安徽、浙江、江西等地，也都有秦漢的造船工場。如長安城西的漢朝昆明池造船基地，周長達40里，有時池中有近百艘高大的樓船。樓船上設備齊全，已使用纖繩、櫓、帆、楫等。
秦漢造船業的發展，為後世造船技術的進步，奠定了堅實的基礎。三國時期孫吳所據之江東，歷史上就是造船業發達的吳越之地。吳國造的戰船，最大的上下五層，可載3000名戰士。孫權乘坐的「飛雲」、「蓋海」等大船更為雄偉壯觀。孫吳曾多次派出大船隊遠航遼東及南海海域。孫吳的民船業也很發達。如位於今江西省南昌市西南的「□□〔goulu溝路〕洲」，就是由於建造過大型船舶「□□大扁」而得名。這些大船選材考究，多用「豫章楠□〔xian顯〕」上好硬木製成，極為堅固。晉朝在滅了蜀漢之後，為了進而滅亡吳國，曾派王濬在四川建造樓船，組成龐大的水軍艦隊。王濬所組織建造的樓船，最大者方120步(一步是六尺)，可以載2000多人，艙面上建有瞭望台，船上可以馳馬往來，被稱為「舟楫之盛，自古未有」。而以造船業見長的吳國在滅亡時，被晉朝俘獲的官船就有5000多艘，可見造船業之盛。到南朝時，江南已發展到能建造1000噸的大船。為了提高航行速度，南齊大科學家祖沖之(公元429年—500年)「又造千里船，於新亭江試之，日行百餘里」(《南齊書》卷五二)。它是裝有槳輪的船舶，稱為「車船」。這種船利用人力以腳踏車輪的方式推動船的前進。雖然沒有風帆利用自然力那樣經濟，但是這也是一項偉大的發明，為後來船舶動力的改進提供了新的思路，在造船史上佔有重要地位。