东汉王朝之后，接着是魏、蜀、吴的三国鼎立局面。后来魏灭蜀，司马氏又夺取魏政权建立晋朝，史称西晋(公元265—316年)，公元280年晋灭吴而统一全国。不久，北方鲜卑等族进入中原，晋朝南迁，史称东晋(公元317—420年)，形成南北朝对峙。南朝(公元420—589年)继东晋后出现宋、齐、梁、陈四朝。北朝(公元386—581年)为北魏，后又分为东魏、西魏。继东魏的是北齐，继西魏的是北周。南北朝对峙直到公元581年隋王朝建立才又归统一。这段历史共368年，合称魏晋南北朝。从汉代发展起来的造纸术在这一时期进入发展阶段，同汉代相比在产量、质量或加工等方面都有提高，原料不断扩大，造纸设备得到更新，出现新的工艺技术，产纸区域和纸的传播也越来越广，造纸名工辈出。这一时期的纸流传到现在的较多，出土物也相当丰富，而文献记载也不少，为研究提供了方便条件，从实物看，魏晋南北朝时的纸比汉代纸有明显的进步，首先表现在白度提高、表面更平滑、结构较紧密，纸质细薄且有明显的帘纹。纸上纤维束较少，有的晋纸纤维打浆度达70%，接近机制纸。
魏晋南北朝时造纸术的进步及纸的质量的提高，还可从当时文人咏纸的诗赋中看出。例如晋人傅咸《纸赋》写道：“夫其为物，厥美可珍。廉方有则，体洁性真。含章蕴藻，实好斯文。取彼之弊，以为己新。揽之则舒，舍之则卷。可屈可伸，能幽能显。”这是说，麻纸由破布做成，但洁白受墨，物美价廉，写成书后可以舒卷。南朝梁人萧绎《咏纸》诗云：“皎白犹霜雪，方正若布棋。宣情且记事，宁同鱼网时。”如果说书写材料在汉代还是帛简并用，纸只作为新型材料尚不足以完全取代帛简，则这种情况在晋代已发生根本变化。由于能造出大量洁白平滑而方正的纸，人们就无需再用昂贵的缣帛和笨重的简牍，逐步习惯于用纸书写，最后彻底淘汰了简牍。东晋末年有的统治者已明令用纸作为正式书写材料，凡朝廷奏议不得用简牍，一律以纸为之。例如桓玄(公元369—404年)废晋安帝而自称为帝，改国号为楚，随即下令曰：“古无纸，故用简，非主于敬也。今诸用简者，皆以黄纸代之。”考古发掘表明，西晋墓葬或遗址中所出文书虽多用纸，然仍时而有简出土，但东晋以降，便不再出现简牍文书，而全是用纸了。过去用简牍书写时是将一片片简用皮条或绳扎起，连成一长串(册)，然后再卷成一大捆。用纸书写时则将一张张纸用浆糊粘接起来，用小木轴卷起成为书卷，这样一卷纸本书就可容下几大捆简册所容之字，轻便实用，从而引起书籍形式的演变。过去用简册写成的一本书需两个人抬起，现在可以轻松地放在衣袋中随手展卷。
纸在中国社会的普遍使用，有力地促进了书籍文献资料的猛增和科学文化的传播。反之，科学文化和图书事业的发展又要求造出更多更好的纸。在雕版印刷术未发明以前，古代书籍都是写本卷子形式。晋初官府藏书即以万卷计，据魏秘书监荀勗(？—公元289年)所编内府藏书目录，所收四部图书近三万卷。至宋元嘉八年(公元431年)秘书监谢灵运造四部目录已载6.4万卷。私人藏书也逐渐多起来，晋人张华迁居时载书30车，同时代的郭泰有书5000卷。因此梁武帝(公元502—549年)时“四海之内，家有文史”，当然这些书都是用纸写成的。著述之多引起抄书之风盛行，又促进书法艺术的发展及汉字字体的变迁。在一片窄而坚硬的简牍上写字，笔锋受书写材料空间及质地所限而不能充分施展。但改用洁白平滑又柔韧受墨的大张纸上挥毫，情况就根本改观。晋代能出现像王羲之(公元321—379年)、王献之(公元344—388年)那样杰出的书法家，在很大程度上归因于纸的普遍使用。晋以后由汉隶过渡到楷隶，最后形成现在通行的楷书，草书也因而得到发展，汉字字体的变迁也因用纸而引起，因为在纸上可随心所欲地挥毫，没有任何限制。同样，在纸上作画也会收到良好的艺术效果。1964年新疆吐鲁番出土东晋时的纸本人物画(106.5厘米×47厘米)，可能由六张纸联成，是现存最早的纸本绘画。用纸绘制地图早在西汉初已开始，在晋代又获得发展，制图学的进步导致晋人裴秀(公元223—271年)“制图六体”理论的提出。可以想到，在官私藏品中除大量书籍外，还包括舆图及书法、绘画作品，因而古代将“图籍”或“图书”并称。
魏晋南北朝时期除用纸抄写经史子集书及公私文件外，佛教、道教的兴起也耗去大量纸。敦煌石室所出这时期经卷多为佛经。其所耗纸量可能比抄写非宗教著作还多。这时南北各地(包括少数民族地区)都建立官私纸坊，就地取材造纸。北方以长安(今西安)、洛阳、山西、山东、河北等地为中心，生产麻纸、楮皮纸、桑皮纸。东晋南渡后，江南也发展了造纸生产，今浙江绍兴、安徽南部、建业(今南京)、扬州、广州等地成了南方造纸中心，纸种与北方同。但浙江嵊县剡〔shan善〕溪沿岸又成为藤纸中心。由于纸工在生产中积累了先进经验，结果名纸屡现。除左伯纸外，张永纸也名重一时。张永为南朝刘宋(公元420—479年)时人，他造的纸为宫廷御用纸所不及。除本色纸外，还生产各种色纸，除使用单一原料外，有时还将树皮纤维与麻纤维原料混合制浆造纸。北魏农学家贾思勰在《齐民要术》中有一篇介绍种楮，书中写道：“煮剥卖(树)皮者，虽劳而利大。(若)自能造纸，其利又多。”这反映北方黄河中下游地区种楮造纸的情况。1972年新疆阿斯塔那出土高昌建昌四年(公元558年)墓葬中的《孝经》一卷，其背面补缝用纸即皮纸。1973年敦煌千佛洞土地庙出土北魏兴安三年(公元454年)写《大悲如来告疏》用纸亦为楮纸。但现存魏晋南北朝纸本文物中，据我们检验绝大多数仍是麻纸。
古书还提到晋代有一种侧理纸或苔纸。据后秦人王嘉《拾遗记》称，西晋学者张华《博物志》书成，武帝赐侧理纸万张。据说此纸乃南方人以水苔造，呈青绿色，又名苔纸。又因此纸上有纵侧纹理，而水苔又名陟厘，再讹为侧理，更名侧理纸。我们的模拟实验证明，用水苔不能造出纸，有一种莎草科的苔虽可造纸，但不是水苔。因而这种纸可能仍以麻纤维为原料，在纸浆中掺入少量鲜水苔，抄成纸后表面呈纵横斜侧的青绿色纹理。如用发菜代替水苔，则纹理呈黑色，即所谓发笺。因此所谓侧理纸或苔纸实际上是一种艺术加工纸，其由来久远。后来朝鲜李朝(公元1392—1910年)造高丽苔纸或发笺，即根据中国晋代时发展的这种技术制成。这种技术启发了后来欧洲及日本国造出一系列具有不同彩色添加剂的艺术加工纸。为了改善纸的性能，晋代已有施胶技术，早期施胶剂是植物淀粉剂，或刷在纸面上，或掺入纸浆中。这样处理可使纸增加对水透过性的阻挠能力，将纤维间毛细孔阻死，或改善纸浆悬浮性。先前西方人认为施胶技术是唐代大历三年(公元768年)开始的，后来日本学者认为始于北魏太平真君十一年(公元450年)。但我在1964年的实物化验证明，西凉建初十二年(公元416年)写本《律藏初分》纸即用纸内施胶术处理过，这相当于东晋，看来施胶技术可溯至魏晋。因为后秦白雀元年(公元384年)墓葬物清单用纸表面施以淀粉剂，再经磨光，这是迄今年代最早的施胶纸。
汉代纸一般较厚重，而魏晋南北朝纸比汉纸稍薄，且有明显的帘纹。从技术上看，晋南北朝时是用类似现今传统方式抄纸的活动帘床纸模抄造的。这类模具由竹帘及木床架两部分构成，再用两根边柱使二者紧贴在一起，可合可拆。将二者合起时放纸浆中捞纸，滤水后将竹帘取下并将其上的湿纸置于木板上；再将二者合起重行捞纸，取下竹帘并将湿纸置于上次抄出的湿纸上；如此重复，最后将叠在一起的湿纸压榨去水，再行干燥。这种可拆卸的抄纸器的优越性在于用同一模具可连续抄造出千万张纸，提高劳动生产率和设备利用率，捞出的纸紧薄而匀细。活动帘床抄纸器起于何时，只能从出土实物中作出判断，至迟在魏晋时已普遍使用，看来是在汉代抄纸技术的基础上发展起来的。这种抄纸器在此后1000多年间通行于全世界。魏晋南北朝时的纸帘用较粗(每根粗2毫米)竹条编成，北方有时用芨芨草杆代替竹条。抄纸器形状及大小与所要抄造的纸一样。北宋人苏易简(公元958—996年)《文房四谱·纸谱》云：“晋令诸作纸，大纸〔广〕一尺三分，长一尺八分。小纸广九寸五分，长一尺四寸。”换算后，晋代大纸为31.3厘米×43.4厘米，小纸22.9厘米×33.7厘米。但我们对出土实物测量后所得尺寸比苏易简所述略有差异。1977年新疆出土公元384年的一张完整纸，幅面为23.4厘米×35.6厘米。这是晋代时的小纸，但仍比汉纸为大。我对几十种纸样实测后，得出的结果如下表所示：从上述数据可以知道魏晋南北朝时纸及抄纸器多为长方形，很少见有后世的大幅纸，这种抄纸器由一人操作。由于纸幅较小，多用于书写，而作画则用大幅纸，故画家这时仍以缣帛为创作材料。
帘床纸模上：纸帘和帘床 下：纸帘编制原理示意图
两晋南北朝时纸幅及抄纸器大小
魏晋南北朝时对纸的加工技术也有发展，较重要一项成就是表面涂布技术。这种技术是将白色矿物细粉用胶粘剂均匀涂刷在纸面，再以石砑〔ya亚〕光。这样既可增加纸表的白度、平滑度，又可减少透光度，使纸表紧密，吸墨性好。这种技术在欧洲是由英国人卡明斯(George Cummings)于1764年首次使用的，将铅白、石膏、石灰及水混合后涂刷于纸上。但研究造纸技术的美国学者亨特(Dard Hunter)相信“此方法为中国人首先使用”。中国从何时发展涂布技术的呢？20世纪初奥地利科学家威斯纳(Julius Wisner)对新疆出土南北朝纸化验后发现中国在5—6世纪时已将石膏涂布于纸表。1973年我化验新疆出土前凉建兴三十六年(公元348年)文书纸及东晋写本《三国志·孙权传》用纸时发现都是表面涂布纸，于是我们将这种技术又上溯到4世纪，比欧洲早了1400多年。常用的白色矿物粉有白垩土、石膏、滑石粉、石灰，后来又用瓷土或高岭土等。涂布方法是将白粉碾细，放入水中成悬浮液，再与淀粉、水共煮(亦可用胶水)，用排笔涂施于纸上，因为有刷痕，干燥后还要砑光。这类纸在显微镜下观察，在纤维间有清晰可见的矿物粉晶粒。一般情况下，如果纸只一面书写，则作单面涂布，而背面仍是原纸。
涂布纸断面示意
对纸张加工的另一技艺是染色。除增添纸的外观美外，有时还有改善纸性能的实际效果。最常用的色纸是染黄纸，早在汉代就已开始。二世纪的刘熙在《释名》中将“潢”字解释为染纸。魏晋南北朝发展了染潢技术，当时有两种方式，或者先写后潢，或先潢后写。西晋人陆云《陆士龙集》卷八中收有他给哥哥陆机(公元261—303年)的一封信，其中说：“前集兄文为十二卷，适讫十一(刚完成11卷)，当潢之。”这是先写后潢。《晋书·刘卞传》载刘汴至洛阳太学应试儒家经典，官吏令他写黄纸一鹿车。卞曰：“刘卞非为人写黄纸者也。”这是先潢后写。黄纸广泛在公私场合使用，尤其宗教信徒抄写佛经、道教经典多以黄纸。染黄所用的染料用芸香科落叶乔木黄柏(古时叫黄檗)皮。东汉炼丹家魏伯阳《周易参同契》中有“若檗染为黄兮，似蓝成绿组”之句。东晋炼丹家葛洪的《抱朴子》中也提到黄檗染纸。中国所产黄柏有川黄柏及关黄柏，其干皮呈黄色，味苦，气微香。经化学分析内含生物碱，主要是小柏碱。这种生物碱既是染料，又有驱虫防蛀作用。晋代书法家王羲之、王献之也爱用黄纸写字。用黄纸著书的风习至南北朝时仍继续流行。用这种黄纸书写有下列考虑：
(1)此纸能驱虫防蛀，延长书的寿命，又有书香之气。
(2)黄色不刺眼，可长时间阅读而不伤目。如有笔误，可用雌黄(As2S3)涂后再写，便于校勘。所谓“信笔雌黄”即由此而来。
(3)黄色表示庄重，典雅，是五色中的正色。
在敦煌石室写经中有不少这类实物。除黄纸外，还生产其他各种色纸。《初学记》卷二十一引应德詹《桓玄伪事》称：“〔桓〕玄令平准作青、赤、缥、绿、桃花纸，使极精，令速作之。”又《邺中记》云：“诏书以五色纸，著凤雏口中。”这里提到的色纸有青、赤、缥、绿、桃花等色纸。