為了戰爭需要，蜀國非常重視兵器的改革。諸葛亮曾設計和製造了一種連弩，“謂之‘元戎’，以鐵為矢，矢長八寸，一弩十矢俱發。”這種連弩，發射距離雖不遠，但用臂力即可開弓，而且輕巧靈便；發射速度快，用它同發射距離較遠的蹶張弩配合使用，有很強的殺傷力。此外，蜀國對其它兵器進行了改進。槍是一種刺擊兵器，軍隊裝備多。為了增強刺擊力量，諸葛亮加長了槍柄，改進了槍頭。據說蜀國製造了兩丈長的木柄槍和兩丈五尺長的竹柄槍，並把銅製槍頭改換成鐵製槍頭。由於鐵的產量和質量不斷提高，諸葛亮下令將斧的製作，由銅製改為鐵製，命令工部把斧的製做提到與刀同等重要的地位。諸葛亮還令工匠製造紮刺魏軍騎兵馬足的“紮馬釘”。這種“紮馬釘”在今陝西勉縣定軍山出土時，形狀角度不變，仍然可用。更難能可貴的是，諸葛亮十分重視後勤保障。為了彌補本國人力不足和解決山地交通運輸的困難，諸葛亮嘔心瀝血，精心設計一種較先進的木製運輸車，代替運糧的牛、馬，因而得名為“木牛流馬”。木牛是一種人力獨輪車，有一腳四足。所謂一腳就是一個車輪，所謂四足就是車旁前後裝四條木柱，行車停車時不易傾倒。木牛能載一人一年的糧食。流馬是改良的木牛，前後四腳，即人力四輪車，能載四石六鬥糧食。“木牛流馬”運輸軍糧“日行二十裏，而人不大勞”，靈活省力，十分適合山區運輸，大大提高了軍事運輸效率。
除了兵器製造和車輛製造外，三國時期兵船製造也有了較大進步。在造船方麵，孫吳的技術最強，規模最大。為了裝備水軍，孫吳在侯官（今福建閩侯）設有規模宏大的造船工場，造船技術高超，船體很大，“大者長二十餘丈（約五十米），高出水麵二、三丈，望之如閣道，載六七百人，物出萬斛（千噸）。”根據《吳書》記載，當時一般的船能載馬數十匹。除侯官造船基地外，孫吳還在濡須口（今安徽巢縣東南）和西陵（今湖北宜昌）建立了水軍基地，設有造船和修船工場。這些造船工場生產的船型很多，有蒙衝鬥艦、樓船、飛雲、蓋海、赤龍、馳馬、長安、大舶、大舟扁、青龍、晨鳧等眾多名號。孫吳的戰船，主要用於長江防禦魏、蜀的進攻。較大的戰船可進行海上遠征，史載，黃龍二年（公元230年），孫權遣將軍衛溫、諸葛直率領一萬兵士的大艦隊到遠海求篷州、夷州（台灣）。嘉禾二年，遣將軍周賀率水兵一萬從海路到達遼東。赤烏二年（公元239年），遣將軍孫怡再擊遼東。赤烏五年，遣將軍聶友率二萬水軍攻珠崖、儋耳（海南島）。這些水軍誨上出擊的目的是捕促人口，增加兵源和勞動力。
三國時期的軍事生產管理機構
三國時期，由於世族地主所有製的發展，形成強大的分割性勢力，專製主義中央集權受到削弱，國家的財政收入減少，而戰爭經費開支卻在不斷增大，從而使國家官製發生重要變化。這種變化首先從魏開始。建安十三年，罷三公，置丞相禦史大夫，曹操自為丞相，並實行尚書、中書、門下三省，國家管理機構發生重要變化。魏國掌管國家財政的機構，由秦漢時的兩套管理班子合並為一個係統，由度支尚書統一掌管財政大計，即“專掌軍國支計”。史載，魏設有吏部、左民、客曹、五兵、度支五尚書。史載：“至魏，尚書郎有殿中、史部、駕部、金部、虞曹、比部、南主客、祠部、度支、庫部、農部、水部、儀曹、三公、倉部、民曹、一千石、中兵、外兵、都兵、別兵、考功、定課、凡二十三郎；青龍二年尚書陳矯奏置都官，騎兵，合凡二十五部”。這裏看出，財政在尚書台中度支尚書的統籌管理之下，還設有度支、庫部、倉部、農部等郎分管各類事宜。西漢時期負責軍中輸委的大司農，雖仍然存在，但管理職能發生了重大變化。“魏大司農，因漢之製，又置典農中郎將，主屯田，典農都尉，典農校尉所主如中郎”。這是說，魏國時的屯田（民屯）統歸大司農掌管。
魏國的屯田，無論軍屯還是民屯都具有戰時軍事農業生產的性質。不過，它們歸屬不同的機構管理。由於軍屯屬於國家財政度支係統，由度支尚書、度支中郎將（或度支校尉）、度支都尉和各統一屯區的軍隊統帥官分級進行管理。士兵家屬，即軍戶的屯田，也是屬軍屯係統，由負責軍戶駐地的軍事官將組織管理。民屯屆地典農係統，由大司農、典農中郎將、典農都尉、屯司馬分級管理。典農諸官雖然屬於地方行政建製，其地位、權力與郡縣相當。為了加強對民屯的管理，民屯機構實行準軍事編製，各級屯官都有武官銜，並統率士兵，對屯田區實行武裝監護。
東吳的軍事屯田管理與領兵製相聯係。東吳實行世襲領兵製。即將領的子弟有繼承其兄“為將”與“領兵”的特權，實行將領身份、地位與軍事指揮權的世襲化。追隨孫氏父子起兵而助其割據一方許多將領，都早已有自己的家兵，一些將領雖無私兵，由於他們善於帶兵打仗，孫吳政權已經撥給一定數量的軍隊由他們指揮。其將領死後，以其子弟“為將”、“領兵”。領兵權世襲化，士兵的歸屬也世襲化。領兵將領兼領地方官，實行奉邑製，即對將領賞賜奉邑，以縣級行政區為單位，少者一縣，多看四縣。將領領兵屯駐，以屯田養兵。各地的屯田收益，一般為領兵將領所有，主要部分亢作所領軍隊的軍資。在這種情況下，軍事屯田常常由領兵將領派員管理。東吳中央財政係統管轄的屯田，由派出的官員典農校尉和典農都尉管理。孫吳統治的腹心地區，即丹陽郡、吳郡、會稽郡一帶，以毗陵典農校尉、於湖督農校尉的管轄區為中心，都設有專門的生產管理機構。蜀國大規模軍事屯田是在前線用兵時進行，屯田有帶兵將領兼管。
三國時期的武器裝備都是由官府作坊製造，並由各級官員管理。軍事手工業生產的最高管理機構是度支尚書。魏、蜀、吳三足鼎立形成之後，曾經對軍事手工業進行了調整和恢複。冶鐵業是兵器製造的基礎，各國相繼采取措施進行整治。東漢時期，冶鐵已非官營，在戰爭中大多遭到破壞。三國初，首先恢複了官府對冶鐵的控製。魏國設有執金吾總管武器裝備，有丞一人，屬官有武庫令。在度支尚書之下還設有“司金中郎將”。司金中郎將地位很高，由最高權勢者親自任命，而且大多為親信。曹操的首任司金中郎將為王修。曹操與王修書雲：“察觀先賢之論，多以鹽鐵之利，足贍軍國之用。昔孤初立司金之官，念非屈君，餘無可者。”蜀國的司金中郎將主要職掌軍事手工業工場，負責兵器生產和屯農器製造。史載：“先主以裔為巴郡太守，還為司金中郎將。典作農戰之器。”東吳也有執金吾管理兵器，同時負責軍事手工業生產。