顯然，在上述三個時期中，南北朝時期度量衡量值最不穩定，增幅最大。之所以會有這種局麵，原因不在於科學。因為在南北朝時期，度量衡科學仍然取得了長足進步，例如劉歆就曾發明了“割圓術”，找到了計算圓周率的科學方法，而圓周率是度量衡設計不可缺少的一個關鍵數據，所以這一發明對於度量衡技術至關重要。劉歆還運用他得出的圓周率(3.14)測量並計算了魏大司農斛和新莽銅斛，得到了它們的精確數據，並發現莽斛隻相當於魏斛的9鬥7升4合強。再如祖衝之求得了更精確的圓周率值，他運用他得到的圓周率考校了新莽銅嘉量銘文記載的尺寸，指出了劉歆計算上的失誤；並重新給出了具有6位小數的精確的直徑數據。又如西晉泰始十年(274年)，萄勖受命考校太樂，通過研究古籍古器，發現後漢至魏，尺度增長了4分有餘。他依據這一發現製訂了律尺，受到當時人們稱讚。另如梁武帝，亦通曉音律，並能采用校驗古器、積毫累黍之法考定新製。類似例子還可再舉出一些。這說明，在魏晉南北朝時期，度量衡科學仍然有所發展。由此，度量衡製度的混亂，與當時的科學無關。
南北朝時期，中國大地長期出現南北政權對峙局麵。一般說來，南朝度量衡基本還能保持穩定，北朝則呈急劇增長趨勢，以至於出現了“南人適北，視升為鬥”的局麵。所以，要探討這個時期中國度量衡量值急劇變化的原因，要從北朝的政治、經濟狀況著手。
北朝主要是指北魏。北魏統治者出身於經濟文化落後的遊牧民族，西晉時北魏社會尚停留於奴隸製社會，以後在進入中原過程中，才逐漸向封建製轉化。北魏政權對於建製立法，頗不著力。在其建國後相當長一段時期內，對官吏沒有實行俸祿製，而是任其貪贓勒索，政治上腐敗至極。另外，官府向人民征收高額稅賦，並規定如果所征稅賦份額不足，就要嚴厲懲罰。各級官吏為了多收稅賦，取悅上官，中飽私囊，不惜濫用職權，加之對度量衡沒有嚴格的管理製度，就使得鮮卑貴族與漢族官吏、地主一道，任意加大尺、鬥、秤，恣意妄為、盤剝百姓而不受懲處。沒有健全的法製，這是當時度量衡量值急劇增長的主要原因。也正因為如此，曆代學者在討論北魏度量衡混亂狀況時，無不將其歸因於當時政治的腐敗和官吏的貪汙，這是合乎實際的。
從經濟狀況來看，魏晉南北朝是中國曆史上自然經濟占絕對優勢的時期。自然經濟容易造成地區間的封閉和割據狀態，導致法製鬆弛，使得本來應該統一的度量衡製度也陷入各自為政的狀態。這也是造成當時度量衡製度混亂的原因之一。
南北朝時代結束於隋。隋不但實現了南北統一，還於開皇年間統一了度量衡。隋王朝是在北周基礎上建立起來的。這樣，隋朝要統一度量衡，不能不考慮北周度量衡量值已經增大這一事實，所以隋朝統一度量衡，實質是認可當時的度量衡製度，並將其法定化。因此，隋初的度量衡製度，較之所謂秦漢古製。就要大得多。《隋書·律曆誌》，說：“開皇以古鬥三升為一升……以古秤三斤為一斤。”至於尺度，則采用北周市尺，折合今製約合29.6厘米，比之新莽銅斛尺增長了6.5厘米。這是隋初開皇年間製定的度量衡製度。這一製度，因為符合當時社會實際，加之管理嚴格，得到了有效施行。大業三年(607年)，隋煬帝曾下令度量衡恢複古製，因不合實際，未能通行，民間仍沿用隋朝前期製度，隋煬帝改製歸於流產。隋唐以降，執行的大體上仍是隋初的製度。
度量衡重新獲得統一，有利於經濟發展，社會進步，但這同時又帶來一個新問題：新度量衡製度對保持某些科技測量數據的一貫性極為不利。例如樂律用尺，如果采用隋初尺度，則“黃鍾律管九寸”之說肯定不能成立，以之製禮作樂，必然導致八音不和，樂律失舛。再如天文用尺，傳統上對各個節氣相應日影長度都有記述，如果采用新製，與已有數據完全不符，不僅不利於曆法製訂，還違反了儒家的“天不變道亦不變”的信條。又如醫藥方劑，同樣的劑量，按秦漢古製可以治病，而按隋初新製則足以置人於死地。這種局麵，當然要盡力避免。古人對此采取的解決辦法，是實行不同的度量衡製度，在調樂律、測日影、定藥量以及製作冠冕禮服時，用秦漢古製，而在其他方麵，則采用當時的製度。這就形成了所謂的大小製。