这一时期，因战乱导致的人口大规模迁徙，也推动了天文知识的跨地域传播。中原士族与天文人才南下江南、西入巴蜀，将北方传统天文体系带入南方，与南方本土观测经验相融，弥补了此前南北天文研究的地域差异；而北方游牧民族政权与中原政权的交锋互动，亦让草原民族对天地星辰的原始认知与中原传统天文体系相互碰撞，部分游牧民族的观星定向技巧、特殊天象解读方式传入中原，为中原天文研究注入新的视角。虽观测仪器多有损毁、理论研究难有大的突破，但乱世中形成的多元传承模式，让天文知识不再局限于官方庙堂，开始向民间、向地域延伸，形成了更为广泛的传承根基。
文学领域中，天文意象也染上了乱世的苍凉底色，成为文人寄寓家国情怀、慨叹世事浮沉的载体。五代十国的诗词多以冷月、残星、寒夜天象入题，寥寥数笔便勾勒出乱世飘零之态，南唐后主李煜笔下“无言独上西楼，月如钩”，以残月喻孤寂，道尽国破家亡的悲戚；吴越文人的诗作中，常以星辰喻故土之思，借天象抒流离之感，意境悲怆。而民间话本、传奇之中，亦多以星象异动暗喻政权更迭，以星宿降世附会英雄人物，将天文认知与乱世故事相融，既丰富了文学表达，也让天文知识在民间故事的流传中得以延续。
五代十国的百年战乱，虽让华夏天文研究陷入停滞，却未曾使其断绝。各方政权的坚守、文人学者的护持、民间力量的补充，让核心的观测方法、历法体系、理论脉络得以完整留存，那些在乱世中积累的实测数据、改良的简易仪器、形成的地域观测经验，更为两宋大一统时代天文研究的全面复兴与突破，积蓄了力量、奠定了基础。这份于飘摇中坚守、于困顿中传承的执着，正是华夏天文文明生生不息的核心密码。
紧接着，在辽宋夏金元时期，多民族政权并立交锋，文化交融碰撞达到新的高度，天文研究也随之走出了多元互鉴、精研深耕的独特路径。两宋偏安却重文兴教，将天文研究推向精细化、实证化的极致；辽夏金等少数民族政权慕汉制而兴天文，在传承中融入本民族特色；元代大一统后汇聚四方贤才，实现了天文领域的集大成式突破，各政权虽割据对峙却互有参照，民族文化虽各具特色却彼此吸纳，让这一时期的天文事业在纷争与交融中焕发出蓬勃生机，仪器创制登峰造极，历法修订精准绝伦，实测研究范围空前，为华夏天文学续写了辉煌篇章。
两宋立国，虽疆域受限、边患不断，却对天文研究给予了前所未有的重视，将其视作文治兴盛的核心标志，建立起层级严密、分工细致的天文官制，太史局、司天监、天文院各司其职，甚至设立双重观测机构相互校验，严防观测偏差，形成了以实证为核心的研究传统。宋代学者摒弃了部分天人感应的玄学附会，以务实精神深耕观测与演算，天文仪器的创制更是达到古代巅峰水准。苏颂主持创制的水运仪象台，集观测、计时、报时、模拟天体运行于一体，结构精巧、功能完备，其首创的擒纵机构堪称世界钟表史的先驱，让天文观测实现了精准化与自动化；沈括改良浑仪，去除冗余环带，简化观测流程，大幅提升了恒星方位测量精度，他在《梦溪笔谈》中详尽记载了天体视运动不均匀性、日月食成因、陨石成分等诸多见解，兼具科学性与前瞻性，其中对磁偏角的发现，更是领先世界数百年。在历法修订上，两宋更是精益求精，历代帝王皆重视改历之事，杨忠辅编撰《统天历》，所测回归年长度与现代公历完全一致，精度冠绝古今，打破了传统历法的固有框架；同时，宋代学者持续开展天文实测，在全国多地设立观测点，对全天星象进行系统测绘，留存的星图、星表详尽完备，《天文图》碑刻更是世界上现存最早的大型石刻星图，为后世研究提供了珍贵依据。两宋文人多通天文，天文意象在宋词、散文、话本中随处可见，苏轼“但愿人长久，千里共婵娟”以明月寄相思，辛弃疾“楚天千里清秋，水随天去秋无际”以天地壮阔抒壮志，天文与文学的交融更显雅致，而民间天文研习之风盛行，各类通俗历书、天文读本广为流传，让天文知识进一步下沉民间，与农事、养生、民俗深度绑定。
辽夏金等少数民族政权，虽崛起于边陲，却深知天文历法对维系统治、指导民生的重要性，在吸纳中原天文体系核心精髓的基础上，融入本民族文化特色，走出了独具一格的天文发展之路。辽代立国后，仿唐宋制设立司天监，招揽汉族天文人才，承袭中原历法并略加修订，以颁行历书彰显正统，同时结合草原游牧生活需求，侧重观测星辰以定方位、辨时节，弥补了中原历法在草原地区的适配短板，其对北方星空的观测记录尤为详实，补充了中原天文记载的不足。西夏政权虽疆域狭小，却对天文研究极为用心，设立专门的天文机构，翻译中原天文典籍为西夏文，便于本土研习，同时打造适配沙漠、绿洲地形的简易观测仪器，将天文观测与绿洲农耕、游牧迁徙相结合，制定出兼具中原规制与本土特色的历法，西夏文碑刻与文书中留存的星象记载，成为研究少数民族天文史的珍贵史料。金代灭辽伐宋后，收纳大量宋辽天文人才与仪器典籍，在中都