汉朝灭亡后曹魏、蜀汉、东吴三国的主要精力用于彼此争夺中原正统的战争，基本没怎么对外开拓，不过三国对汉朝的领土都进行了开发和消化：曹魏东征乌桓、伐高句丽；蜀汉平定南中；东吴开发山越、远航台湾。秦汉时期还较为蛮荒的江南和四川在这一时期得到了极大的开发，从而成为鱼米之乡、天府之国。西晋统一三国后不过三十余年就陷入到八王之乱、五胡乱华的乱局之中，至此中国历史进入两晋南北朝时期。
这一时期北方的突厥兴起占据了西域；东北的高句丽占据辽东；西南云贵地区的各部族也日益脱离了中原王朝的控制；在汉代时原本归属于中原王朝的越南中部地区独立成为林邑国。隋朝统一后取得河套地，不过势力未超过阴山。隋朝版图最大的一次拓展得算是西征吐谷浑——此战开拓疆域数千里，范围东起青海湖东岸，西至塔里木盆地，北起库鲁克塔格山脉，南至昆仑山脉，隋廷设置鄯善、且末、西海、河源四郡，这也是中原王朝有史以来第一次将青海纳入版图。
630年唐朝灭东突厥汗国，北面疆域推至阴山以北600里，将漠南收入版图。646年又灭了汉北的薛延陀汗国，北至贝加尔湖的大漠南北全入唐版图。汉朝时期只是重创匈奴，但并未占据漠北草原，然而李世民在漠北草原正式设置安北都护府，这是中国历史上第一次正式设置行政机构管辖漠北草原。唐太宗李世民晚年又平定了趁隋末动乱而脱离的吐谷浑，重新将青海纳入版图；征服了臣服于西突厥的高昌国（位于吐鲁番盆地），唐太宗没像在漠北和吐谷浑那样在高昌设置羁縻州府，而是直接将其纳入和中原完全一样的郡县管理体制。
到了唐高宗时期彻底消灭西突厥势力，唐朝疆域一直向西延伸到中亚的咸海、里海一带；在东北方向灭百济和高句丽，在朝鲜半岛设置羁縻州府。宋朝是中国历史上积贫积弱的王朝——整个两宋时期只有一次对外开疆拓土的行动：北宋熙宁年间在宰相王安石的支持下由王韶主持了宋朝唯一的对外开疆拓土行动——熙河开边，成功开拓了河湟地区，这次行动只开边三千里，远远无法和汉唐时期国威远播漠北、西域相提并论，但已是有宋一代唯一的开边之举说起元朝的疆域务必将其与蒙古帝国区分开——因为蒙古帝国实际上是由统治这个，以汉法建立的元朝和蒙古系的四大汗国共同组成的，而四大汗国显然不是中国历史的一部分。
据《中国历史地图集》记载：汉地、漠南、漠北（包括蒙古和西伯利亚）、东北（包括外东北和库页岛）、新疆东部（元初据有塔里木盆地西抵葱岭）、青藏高原、澎湖群岛、台湾岛、朝鲜半岛、济州岛及南海诸岛皆在元朝统治范围内，国土面积达1372万平方公里。元朝灭亡后继之而起的明朝直接统治了原来的南宋、大理和西夏、金的地区，对新疆、外蒙古、松花江流域和吐蕃地区则采用羁縻统治的方式：明朝在今藏、 青、 川西置乌斯藏都司和朵甘都司，并分封阐教、阐化、辅教、赞善、护教五王；在今阿里和拉达克设有俄力思军民元帅府，封建古格等三王。
