东汉中平五年，“州”开始成为一级行政区实体。自此，中国的行政区划进入到州制的新时期，经三国、两晋、南北朝，直至隋代，州一直成为中国最高的行政区划单位。时间延续了四百年左右。 ⒈三国州制
汉献帝时，曹操“挟天子”、“今天下”，改汉十三州为九州。州-县两级制度。不久，魏文帝曹丕又改为十二州。当时，曹魏占据黄河流域，置有司隶、豫、兖、青、徐、雍、凉、冀、并、幽、荆（汉荆州北部）、扬（汉扬州北部）12州；（23）领郡101、县731。（24）孙吴占有长江中下游、珠江流域，置有荆、扬、交、广4州，领郡44、县337；（25）蜀汉占有今四川和陕西汉中盆地，仅置益州一州，领郡22、县138。（26）因此，三国时共有州17（其中荆、扬各有二州），郡167，县1206。
事实上，那时魏国的行政区划与吴、蜀两国的并不完全相同：（1）魏在州下分郡或王国，吴、蜀在州下仅有郡；（2）魏在郡或王国下，置县、县王国、县公国与侯国，吴、蜀在郡下仅辖有县和侯国。与汉制的县级单位不同，三国时已无道、邑之称，但在魏国有县王国、县公国等设置。（27）
⒉西晋州制
曹魏灭蜀汉后，实行州-县两级制度，从益州中分置梁州；西晋初，又从雍州分出秦州，由益州分出宁州，再由幽州分出平州。至280年晋武帝平孙吴、统一全国，将南、北荆合一，南、北扬合一，全国共有州19，统郡、国173，县1232。（28）西晋后期，由荆、扬两州分置江州，从荆、广两州分置湘州，共有21州。（29）
此时，可以说已集州制之大成，为州制最完善的阶段。首先，从州名而言，《禹贡》、《职方》、《尔雅》、《吕氏春秋》等提及的州名，除少《尔雅》中的营州外，都有了实际地域；其次，从设州的历史来看，自汉武帝以来所设置的州，除西汉的朔方外，均已有设置；第三，从当时设置的实际地域来说，也远较过去的合理，如由原益州分出今陕西西南部和四川东部置梁州，分出今云南为宁州，从荆、扬两州分出今福建、江西为江州，自荆、广两州分出今湖南东部、东南部和广东东北部置湘州等。
西晋后，天下大乱，州制陷于混乱。 西晋末年永嘉之乱后，晋室南迁，偏安江左，宋、齐、梁、陈先后承袭，社会局势一直不安宁，正如《宋书·州郡志》所说的：“境土屡分，或一郡一县割成四、五，四、五之中亟有离合，千回百改，巧历不等。”北方在十六国统治之下更是兵戈扰攘，各国在统治所及的较小区域中分置了许多州，并且变幻无常，州制又陷于混乱。
据《通典·州郡典》等记载，东晋时南方有十多个州，南朝宋、齐时增至20多个州，到梁朝后期竟增至一百零七州。以疆域相差无几的南朝陈国和三国吴相比较，（表4）陈国的州数是吴国的16倍。北魏统一北方后，太武帝真君元年（440年）有实州15，孝文帝太和中增至38州，太和末年则达80余州。（31）至北周大象二年（580年），北方的州竟达211个。（32）州置如此之滥，郡、县的设置也就可想而知，据《南齐书·州郡志》记载：南朝后期的郡达380余个。真是“百室之邑，便立州名，三户之民，空张郡目”。（33）
三国初行州制时，一州一般辖有十个上下的郡，每郡统有一、二十个县。到南北朝后期，不少州只辖一、二个郡，不少郡只统一、二个或二、三个县。有的州竟然无县所辖，仅存空目。南朝齐在汉中地区有45个郡是“荒或无民户”；有的两州或两郡合治一地，称为“双头州郡”。实行了四百年左右的州郡县三级制，此时已有相当一部分名存实亡。
在东晋、南朝还实行一种特殊的行政区划制度，即侨州、侨郡、侨县。永嘉之乱以后，中原人民大批南迁。东晋、南朝为笼络人心、安置大族，便就地按流民原来籍贯在南迁之地设置原籍州、郡、县。如图5所示，当时侨州、侨郡、侨县集中在长江流域，特别在建康（今南京）和荆州（今湖北江陵）附近。在南齐时，国都建康附近的青州、冀州、北兖州、南兖州、北徐州、南徐州、豫州、南豫州等都是侨州。这些侨州、郡、县与实州、郡、县形成较为复杂的统领关系，主要的方式有四种。（表5）如东晋的扬州统领实郡11、实县93；统领侨郡6、侨县13；实郡中又统侨县3。如徐州侨置于京口（今江苏丹徒县），为侨州；统领实郡6、实县20；又统侨郡和侨县若干；实郡中也有统领侨县的。（34） 南北朝后期，州、郡、县三级行政区划制度已混乱到了极点，郡一级形同虚设。隋文帝面对这种局面，于开皇三年（583年）果断地“罢天下郡”，实行以州领县的两级行政区划制度。在开皇九年（589年）平定南朝的陈以后，统一了全国，隋文帝又将州县两级行政区划制度推行至全国。这样，东汉末年以来一直沿用的州、郡、县三级行政区划制改为州、县两级行政区划制，但是实行的依然是州制。隋朝从583年至607年实行州县制24年。炀帝于大业三年（607年）复改州为郡，以郡统县，恢复秦制。同时，炀帝仿效汉武帝，在郡上设置司隶、刺史15员，司监察之职。（35）许多人以为隋实行的是郡县制，这是由于《隋书·地理志》所记的隋朝的行政区划制是大业五年（609年）的行政区划，当时炀帝实施的是郡县制。实际上，炀帝实施郡县制是从607年至618年，仅11年。所以，隋朝主要实行的还是实施了24年的州县制。从中国古代行政区划沿革史看，隋朝是处于从州制时期到道制时期的过渡阶段。
据《隋书·地理志序》记载，北朝的周朝末年，计有州210，郡580，县1124；隋文帝平定南朝的陈朝后，又得南朝30州、100郡、400县。（36）因此，隋初共有州241，郡680，县1524。而据《隋书·地理志》载大业五年的行政区划，隋郡为190，县1255。可见，比隋初刚统一全国的时候减并了很多，南北朝滥置州、郡的情况在隋朝已不复存在。
