三國時代建築是東漢的繼續，最值得注意的成就是204年改建的曹魏鄴城。
該城平麵呈矩形，東西寬2400米，南北長1700米，麵積6.5平方公裏，由一條東西幹道分為南北兩部。北部除東北一角為貴族區外，均為宮室苑囿，主殿居全城南北中軸線上。南部為衙署和居住區，中間有南北幹道直抵宮門。這是中國曆史上第一座輪廓方正、分區明確、有中軸線的都城。西晉出現短暫統一後，隨即陷入長達300年的混亂和分裂局麵。各政權先後建有雄侈的都城宮室，最著名的是南朝的建康和北魏的洛陽、北齊的鄴城南城。
這一時期最值得注意者是大量的佛寺、塔、石窟的出現。東漢初在洛陽創建的白馬寺是印度形式，以塔為主體。佛塔空間狹小，不利於佛像安置，加之舍宅為寺風氣的影響，於是佛寺逐漸采取了類似中國宮殿、官署的院落式布置形式。佛塔的結構也開始與木構樓閣結合起來。
佛寺宮殿化最典型的例子是516年建成的北魏永寧寺。北魏時洛陽城內外建有佛寺1367所，而以皇家寺院永寧寺最為豪華壯麗。永寧寺在宮城外西南麵，初創於北魏熙平元年（516），北魏末年被雷擊焚毀。據《洛陽迦藍記》記載，永寧寺平麵矩形，四麵設門，南門3層，高20丈，形製似魏宮端門，東西門形式與南門相近，但高2層。寺內中間有方14丈的台基，上建9層木塔。塔麵闊9間，各開三門六窗，門皆朱漆金釘，塔各層四角懸鈴。塔北建有大佛殿，形式似魏宮正殿太極殿，殿內供奉高1丈8尺的金佛。
南北朝時還大量開鑿了佛教石窟。在崖壁上開鑿石窟至遲漢代已有，但都用為墓室，如西漢滿城漢墓、四川彭山東漢崖墓。佛教開石窟之風傳入中國後，由於有這傳統技術為基礎，得到迅速發展。南北朝石窟最著名的是大同雲岡和洛陽龍門的北魏石窟。雲岡石窟在砂岩中開鑿，施工較易，難度更大的是在石灰岩中開鑿的龍門石窟。雲岡、龍門大型石窟都是橢圓形平麵穹窿頂，仿草廬形式。前壁下開窟門，上開明窗。自上部明窗向內開鑿，自下部窟門出石碴，自上而下，逐步鑿成。
以後石窟逐漸建築化和中國化，或在石窟中心雕塔形中柱，象征以塔為中心的寺廟，或鑿作前有空廊後有正室的佛殿形式。至北齊、北周時，天龍山石窟、南響堂山石窟、麥積山石窟都鑿有外觀與內部均仿佛殿式樣的石窟。
磚石結構建築在兩漢的基礎上有所發展。磚石結構在漢代主要用於砌地下墓室，這一時期出現了不少石殿、石塔、磚塔等地麵建築，惜目前多已不存，唯一保存下來的是建於523年的河南登封嵩嶽寺塔。嵩嶽寺塔為密簷式磚塔，平麵為12邊形。塔高37.6米，底層直徑10.16米，內徑5米餘，壁體厚2.5米。塔由基台、塔身、15層迭澀磚簷和寶刹組成。此塔形體獨特，雄健秀麗，為中國古塔中的孤例。
魏晉以來，士大夫標榜曠達風流，園林多崇尚自然野致。此時貴族們的住宅後部往往建有園林，園林中有土山、釣台、曲沼、飛梁、重閣等，疊石造山的技術亦已提高。此時舍宅為寺之風盛，佛寺中亦多名園。
秦代的大一統，薈萃了列國建築的精華；繼承和創新，使中國古代建築在兩漢時出現了第一個發展高潮；三國、兩晉、南北時期，由於佛教建築的傳入，使中國建築融進了許多傳自印度、西亞的建築形製與風格。在秦漢至南北朝約800年間，已可見到中國古代建築所具有的絕大部分特征：抬梁、穿鬥和井幹三種木結構形式；鬥栱、側腳、生起、翼角起翹等特有做法；廡殿、歇山、懸山、硬山、攢尖等屋頂式樣；壇廟、陵寢、閭裏、市肆等營建製度；宗教建築、山水園林、磚石建築等眾多建築類型。這些特征，大都是在這一時期出現或成型的。因而，我們把中國古代建築體係的形成期定在秦漢至南北朝時期，基本上是符合曆史事實的。
三、中國古代建築發展的高峰
隋朝為時僅37年，卻進行了大量的建設。隋文帝在漢長安東南營建新都，定名大興。大興城總麵積達84.1平方公裏，是中國曆史上最大的都城。605年隋煬帝即位，又在漢魏洛陽城西營建東京。東京城麵積45.3平方公裏，也是規模較大的古代城市之一。