西晋短暂统一后，曾试图恢复两汉以来的区划秩序，将全国划分为十九州，细化郡县级行政区划，但其“罢州郡兵、大封诸王”的举措，不仅未能巩固统一，反而因诸王争权引发“八王之乱”，为少数民族内迁与政权分裂埋下隐患。西晋灭亡后，北方陷入“五胡十六国”的混乱局面，匈奴、鲜卑、羯、氐、羌等少数民族政权更迭频繁，其区划实践呈现出“胡汉杂糅”的特质：多数政权如前赵、后赵、前秦等，皆沿用汉地“州—郡—县”三级制，以争取汉人士族的支持，同时在自身族群聚居区保留部落联盟制，形成“行政区划与部落组织并存”的二元结构；前秦苻坚统一北方后，曾试图重构统一的区划体系，废除冗余郡县、整合侨置州郡，却因淝水之战失败而功亏一篑。这一时期，北方政权的区划变动极为频繁，往往随着疆域的扩张与收缩而随时调整，州郡数量激增、边界模糊不清，形成了“一州数治、一郡分属”的紊乱局面。
与北方的战乱频仍不同，东晋偏安江南后，面临的核心问题是大量北方士族与流民的南迁。为安置南迁人口、维系士族特权、凝聚抗胡力量，东晋首创“侨置制度”——在江南地区设置与北方州郡同名的行政区划，如在京口（今江苏镇江）设南徐州、在广陵（今江苏扬州）设南兖州、在芜湖设南豫州，以安置来自徐州、兖州、豫州等地的流民。这些侨置州郡最初并无固定疆域，仅为户籍管理与赋税减免的虚拟单元，流民可保留原籍贯，享受免除徭役赋税的待遇；但随着时间推移，侨置州郡逐渐与当地实际疆域结合，形成“实土侨置”，并与原有州郡交错分布，导致江南地区区划体系极度混乱，出现“一县属两郡、一郡隶两州”的奇特现象。东晋之后的南朝宋、齐、梁、陈，虽多次推行“土断”政策（将侨置户口编入当地户籍、废除冗余侨置州郡），试图梳理区划秩序，如宋孝武帝时期的“大明土断”、齐高帝时期的“建元土断”，但因士族势力阻挠与政权更迭频繁，始终未能彻底解决侨置问题，区划紊乱的局面一直延续至南朝灭亡。
北方在北魏统一后，逐渐结束了长期的战乱分裂，其地理区划实践呈现出“汉化革新与民族融合”的鲜明特征。北魏初期沿用十六国时期的州郡体系，区划紊乱、层级不清；孝文帝改革后，全面推行汉化政策，在区划上以两汉、西晋制度为蓝本，重构“州—郡—县”三级制，将全国划分为三十八州，同时效仿南朝推行“土断”，整合冗余州郡、厘清边界归属。尤为重要的是，北魏在边疆少数民族聚居区推行“镇戍制”与“羁縻州郡”并行的制度：在北方边境设六镇（沃野镇、怀朔镇等），以军事镇戍替代行政郡县，抵御柔然等游牧族群的侵袭；在西南、西北少数民族地区则设羁縻州郡，保留当地部族首领的治理权，仅要求其臣服纳贡。北魏分裂为东魏、西魏后，双方皆继承了北魏的区划体系，却因相互攻伐、疆域伸缩，频繁拆分或合并州郡，导致州郡数量激增——东魏北齐控制的华北地区，州数从北魏的三十八州增至九十七州，郡数更是突破一百五十个；西魏北周则通过“省并郡县、强化集权”，逐步梳理区划秩序，为其后来统一北方、进而奠定隋唐大一统基础提供了制度支撑。
三国两晋南北朝时期的地理区划，虽以“分裂、紊乱、多变”为主要表象，却蕴含着深刻的历史演进逻辑。从制度传承来看，这一时期始终以秦汉郡县制为核心框架，即便在少数民族政权统治下，“州—郡—县”的三级区划模式仍被延续与发展，成为华夏文明空间治理的核心载体；从实践创新来看，侨置制度的出现与土断政策的推行，是对人口大规模迁徙的适应性回应，为后世处理移民安置与区域治理问题提供了宝贵经验；从民族融合来看，胡汉政权在区划实践中的相互借鉴——汉族政权吸收少数民族的镇戍制与部落治理经验，少数民族政权效仿汉族的郡县制与礼制秩序，使地理区划成为民族文化交融的重要媒介，推动了“中华一体”疆域观的深化。
尤为值得注意的是，这一时期的学术典籍与地理认知并未因战乱而停滞。郦道元所着《水经注》，以《水经》为蓝本，详细记载了全国一千多条河流的流经区域、地理沿革、物产风俗，其对各州郡山川、城邑、疆域的记载，成为研究这一时期地理区划的重要史料；裴秀提出的“制图六体”（分率、准望、道里、高下、方邪、迂直），为舆图绘制与地理区划的精准界定提供了科学理论，其绘制的《禹贡地域图》更是将“九州”观念与实际区划相结合，推动了地理认知的系统化。这些学术成就，不仅为乱世中的区划实践提供了理论支撑