黄巾起义刚被镇压下去，东汉统治集团内部的争夺就达到了白热化的程度。中平六年(公元189年)，灵帝死后，董卓率部进入洛阳，立刘协(汉献帝)为帝，自任相国，掌握了朝廷大权。关东州郡起兵讨伐，董卓逼献帝迁都长安，洛阳及周围200里内被彻底破坏。初平三年(公元192年)王允杀董卓，但不久董卓的部将攻入长安杀了王允。到兴平二年(公元195年)董卓部将自相冲突，长安城内成为战场，加上饥荒，关中百姓或死或逃，二三年内不见人迹。献帝好不容易逃出长安，但洛阳已成废墟，无法安身。建安元年(公元196年)，曹操出兵将献帝迎至许县(今河南许昌县东)，许县(公元221年魏改名许昌)成为东汉最后20几年间的首都。但朝廷大权已在曹操掌握之中，而从建安十年(公元205年)起曹操以邺(今河北临漳县西南)为据点，被封为魏王后又以邺为王都，所以邺是实际上的政治中心。经过多年的激烈争战，曹操、刘备、孙权为首的三个政权鼎立的形势逐渐明朗。
献帝延康元年(公元220年)曹操病死，其子曹丕废汉献帝，建国号魏，定都洛阳。第二年，刘备在成都即帝位，继续称汉朝，后世称为蜀汉或蜀。孙权接受魏的封号称吴王，以武昌(今湖北鄂州市)为都，实际并不受魏的控制，到公元229年也即皇帝位，迁都建业(今江苏南京市)。三国之间虽不时发生战争，但疆域大致稳定：魏与吴、蜀间的界线是长江与淮河之间、今大别山、湖北汉川至兴山一线、大巴山、秦岭，而吴、蜀之间以今湖北的西界、贵州务川至台江一线、广西西界和中越边界为界。在曹操平定乌桓以后，东北的疆域基本已恢复到东汉中期的范围，但鲜卑人已大量进入缘边地区，魏国的实际控制范围缩小了。
公元263年(魏景元四年、蜀炎兴元年)，魏灭蜀，两年后司马炎代魏，建晋朝，史称西晋。太康元年(公元280年)，晋灭吴，暂时结束了分裂局面。