黃巾起義剛被鎮壓下去，東漢統治集團內部的爭奪就達到了白熱化的程度。中平六年(公元189年)，靈帝死後，董卓率部進入洛陽，立劉協(漢獻帝)為帝，自任相國，掌握了朝廷大權。關東州郡起兵討伐，董卓逼獻帝遷都長安，洛陽及周圍200里內被徹底破壞。初平三年(公元192年)王允殺董卓，但不久董卓的部將攻入長安殺了王允。到興平二年(公元195年)董卓部將自相衝突，長安城內成為戰場，加上饑荒，關中百姓或死或逃，二三年內不見人跡。獻帝好不容易逃出長安，但洛陽已成廢墟，無法安身。建安元年(公元196年)，曹操出兵將獻帝迎至許縣(今河南許昌縣東)，許縣(公元221年魏改名許昌)成為東漢最後20幾年間的首都。但朝廷大權已在曹操掌握之中，而從建安十年(公元205年)起曹操以鄴(今河北臨漳縣西南)為據點，被封為魏王后又以鄴為王都，所以鄴是實際上的政治中心。經過多年的激烈爭戰，曹操、劉備、孫權為首的三個政權鼎立的形勢逐漸明朗。
獻帝延康元年(公元220年)曹操病死，其子曹丕廢漢獻帝，建國號魏，定都洛陽。第二年，劉備在成都即帝位，繼續稱漢朝，後世稱為蜀漢或蜀。孫權接受魏的封號稱吳王，以武昌(今湖北鄂州市)為都，實際並不受魏的控制，到公元229年也即皇帝位，遷都建業(今江蘇南京市)。三國之間雖不時發生戰爭，但疆域大致穩定：魏與吳、蜀間的界線是長江與淮河之間、今大別山、湖北漢川至興山一線、大巴山、秦嶺，而吳、蜀之間以今湖北的西界、貴州務川至台江一線、廣西西界和中越邊界為界。在曹操平定烏桓以後，東北的疆域基本已恢複到東漢中期的範圍，但鮮卑人已大量進入緣邊地區，魏國的實際控制範圍縮小了。
公元263年(魏景元四年、蜀炎興元年)，魏滅蜀，兩年後司馬炎代魏，建晉朝，史稱西晉。太康元年(公元280年)，晉滅吳，暫時結束了分裂局面。