三国两晋南北朝时期，北方连年战乱，生产力遭到严重破坏，大批人民辗转流徙到南方。南方政局相对稳定。南迁人民带去了先进的科学知识、生产技术和生产工具，兴修塘堰，同南方劳动人民共同开发江南地区，使原来落后于北方的南方生产迅速得到提高。
经济的繁荣和相对安定的政局为发展造船及远洋航海提供了重要的物质基础。在秦汉造船业的基础上，三国时期的造船业又有所发展。
孙吴所据之江东，历史上就是造船业发达的吴越之地，政权新建不久就有船舰5000余艘。吴在永宁(今浙江温州市)、横阳(今浙江平阳县)、温麻(今福建连江县)等处都设有“船屯”以发展造船业。吴国有很多技术高超、熟练的造船工匠，还在建安设了管理造船的官员——典船校尉。吴国造的战船，最大的上下五层，可载3000名士兵。孙权乘坐的“飞云”、“盖海”等大船更是雄伟壮观。孙吴能多次派出大船队远航辽东及南海海域。孙吴的民船业也很发达，如位于今江西省南昌市西南的“(舟句)(舟鹿)〔goulu勾路〕洲”就由于建造过“(舟句)(舟鹿)大扁”而得名。“舸”、“艑〔bian便〕艇”、“艑舟”、“轻舟”、“舲舟”、“舫舟”都是民船的名称。最有名的温麻船屯造的“温麻五合”海船，由于是并用五个大板做的，所以以“五合”为名。“晨凫〔fu浮〕”又名“青桐大舡”，就是诸葛恪造的“鸭头舡”。这些大船选材考究，多用“豫章楠(木先)〔xian显〕”上好硬木制成，极为坚固。
西晋的造船业也有发展。西晋谋划灭吴时，晋武帝司马炎于泰始八年(公元272年)命大将王濬为益州刺史，去作准备。王濬至益州，罢屯田军，大作舟舰。他发明制造了大船叫“连舫”，就是把许多小船拼装成一艘大船。“方百二十步(一步为六尺)，受(载)二千人，以木为城，起楼橹，开四出门，其上皆得驰马来往。”(《晋书·王濬传》)被称为“舟楫之盛，自古未有”。
北魏的造船业虽不如江南，但也有一定的造船能力。刘宋将伐北魏。北魏太武帝拓跋焘神(麋字去米换加)〔jia加〕三年(公元430年)令“冀、定、相三州造船三千艘”。薄骨律镇将在镇造船200艘。当宋元嘉二十七年(公元450年)拓跋焘率兵南下时，刘宋“陈舰列营，自采石(安徽马鞍山市长江东岸)至于暨阳(今江苏江阴)六七百里”(《资治通鉴》)，沿江布船设防，足见当时船舶之多，造船之盛。
为了提高航行速度，南齐大科学家祖冲之(公元429—500年)“又造千里船，于新亭江试之，日行百余里”(《南齐书》卷五十二)。装有桨轮的船舶，称为“车船”。这种船利用人力以脚踏车轮推动船的前进。这自然没有风帆利用自然力那样经济，但这也是一项伟大发明，在造船史上为后来船舶动力的改进提供了新的思路。
南梁时，侯景军中有的船只上装有160支桨，航行飞速。
三国两晋南北朝时期，中日两国继续交往。早在东汉建武中元二年(公元57年)，“东夷倭奴国王遣使奉献”(《后汉书·光武帝纪》)，这是中国史书上第一次对中日正式交往的记载。“光武赐以印授”(《后汉书·东夷传》)，这一条记载，根据出土文物也证实了。1784年(清乾隆四十九年，日本天明四年)日本九州福冈县志贺岛的一位农民，在修水沟时，发现了一方金印，这方金印上刻着“汉委奴国王”五个字，该印2.3厘米见方，0.3厘米厚，重约108.7克，金质蛇纽，阴文篆文。这就是东汉光武帝赐给倭奴国王的那方金印。
“汉委奴国王”金印
到了曹魏时，魏景初二年(公元238年)，倭女王卑弥呼遣使臣难升米来中国洛阳，与魏通好，“献男生口(奴隶)四人，女生口六人，班布二疋二丈”。魏明帝诏封卑弥呼为“亲魏倭王”，封难升米为“率善中郎将”，并赏赐大量各色丝绸绢锦、黄金、铜镜、真珠、五尺刀等物，并要卑弥呼把这些赏物耀示国人，使倭人了解曹魏对卑弥呼的友善、支持。
曹魏与倭自魏景初二年至正始九年的十年间(公元238—248年)，有六次派使节互相馈赠及答谢等往来，中日海上交通频繁。
曹魏与日本的海上航路是：曹魏从山东渡渤海——曹魏属带方郡(今朝鲜开城附近)——釜山——对马岛——壹岐岛——九州福冈松浦。
孙吴也欲与倭联系，由于北方已被曹魏控制，便想从东南沿海赴倭。吴黄龙二年(公元230年)，孙权派“将军卫温、诸葛直将甲士万人”出海，寻找夷洲和亶洲(吴人称倭国为亶洲)。亶洲所在绝远，卫温和诸葛直只到了夷洲(今台湾)，“得数千人，还”(《三国志·吴志》)。这是中国经营台湾的首次记载。由于他们没能到亶洲(日本)，便率队返航。吴黄龙三年(公元231年)二月，他们刚从海外返回，便以士卒疫死者十亡八九，温、直“违诏无功，下狱诛杀”。
卫温、诸葛直去开辟跨东海通日的航线没有成功，吴国便想绕过曹魏直接控制区，从海上与魏辽东太守公孙渊建立联系，开辟从长江口北航朝鲜再转赴日本的航路。
第一次：吴嘉禾元年(公元232年)三月，孙权派将军周贺、校尉裴潜从海上潜航辽东，以待今后南北夹攻魏。此事被曹魏发现，就命魏将田豫率青州兵讨公孙渊，并在山东成山角设伏，截击由辽东返东吴的周贺等人。适遇大风，东吴舰队皆触礁，几乎全军覆没，周贺被斩。十月，公孙渊派校尉宿舒、阆中令孙综称藩于孙权，并献貂马，此事受到曹魏责难。
第二次：吴嘉禾二年(公元233年)三月，孙权又派张弥等带大量珍宝财货、水军万人送宿舒、孙综回辽东。时公孙渊已重投曹魏，就将张弥杀死，俘虏了全部随行吴军，只有随员秦旦等逃亡到高句丽。高句丽王派人送秦旦等返回东吴。
第三次：吴赤乌二年(公元239年)春，吴再派将军孙怡到辽东，击败曹魏守将，“虏得男女”而回。
东吴三次大规模出动船队开辟了自长江口直达朝鲜的航线。虽未能达到日本，却为南朝时形成的中日南道航线打下基础。
关于中日南道航线的产生是由于“倭人……初通中国也，实自辽东而来，……至六朝及宋，则多从南道，浮海入贡及通互市之类，而不自北方，则以辽东非中国土地故也”(《文献通考》)。这时朝鲜北部的高句丽与倭处敌对状态，道路受阻。
中日南道航线：从建康出发——长江口——山东成山——模渡黄海——朝鲜南部——济州海峡——对马岛——壹岐岛——福冈(博多)——穴门(今关门海峡)——濑户内海——大阪(难波津)。
中日南道航线比曹魏时经带方郡到日本的北道航线要近得多。但是航海技术要求更高。
中日南道航线开辟之时，中国由于政治经济文化中心的南移，南朝刘宋时期，日本曾先后八次遣使者“献方物”求诏封。时间是宋武帝刘裕永初二年(公元421年)，宋文帝刘义隆元嘉二年(公元425年)，元嘉七年(公元430年)，元嘉十五年(公元438年)，元嘉二十年(公元443年)，元嘉二十八年(公元451年)，宋孝武帝刘骏大明四年(公元460年)，宋顺帝刘准升明二年(公元478年)。中国文化、生产技术传到日本，对日本文化的发展产生重大影响，并促进中日文化交流及中日友谊。不少中国纺织工、养蚕缫丝工、陶工、厨师移居日本，梁武帝时，汉人司马达把印度的佛教带到日本，从此日本文化又受到佛教影响。