这一时期介于汉、唐盛世之间，长期分裂割据，先后建立过30多个王朝和政权。三国时期，为魏、蜀、吴鼎立；两晋时期，由西晋的短暂统一，分裂为北方的十六国和南方的东晋；南北朝时期，北朝为北魏、东西魏、北齐、北周，南朝为宋、齐、梁、陈，最终由隋统一全国。这一时期社会动荡，士族崛起；中原经济遭到破坏，长江流域得到进一步开发，实力增强；匈奴、羯、氐、羌、鲜卑等族进入中原，同汉族一起，在斗争中实现民族的大融合；学术思想从两汉经学和谶纬神学的禁锢中获得解放。同时，战争频仍，波及地域扩大；水战的地位日益重要；人马披甲的重装骑兵成为北朝军队的主要攻击力量；世兵制发展为主要兵役制度；出现了官渡之战、赤壁之战、夷陵之战和淝水之战等著名战例；产生了曹操、诸葛亮、孙权、周瑜、司马懿、羊祜、杜预、石勒、刘裕、崔浩、宇文泰等统帅、名将和谋士。兵书数十种，大都亡佚。
治军思想 统治阶级和各割据集团对治军极为重视，主要思想是：
①改革兵制，增强部队战斗力。这一时期面临士族同国家争夺人口的严重困难，为保证兵源的稳定，一些王朝主张实行世兵制，让士兵世代为兵，另立兵籍。其后因世兵数量减少，地位低落，战斗力下降，部分将领力图采用招募的办法，组建新军。而西魏宇文泰则创立府兵制，主张杂取胡、汉兵制，用提高士兵社会地位、免除赋役来吸引大批汉人、胡人当兵，从根本上克服世兵制后期的弊端，为此后全国的统一准备了军事力量，成为中国古代兵制上的重大改革。
②强调集中兵权，加强皇帝和王室对军队的控制，警惕强臣篡夺兵权。西晋王朝在石匣中所藏的制文中规定，不是皇亲不得都督关中。宋武帝遗诏，荆州要地只允许由诸子及宗室出镇，齐、梁两朝也奉此为圭臬。为控制和防范诸将，宋文帝主张将从中御，交战之日，必须等待“中诏”。
③重视建立战时经济。为了扭转军粮极端缺乏的局面，主张以修耕植蓄军资为急务，在流民和军队中实行屯田。曹魏最早大规模地开展屯田，在立足未稳时，主张在根据地中心屯田，逐步向四外推广；后来为战胜敌国，则主张屯田重点转向边界。认为每次大军征伐，运输兵过半，人力物力的耗费巨大。如果在边防要地利用水利屯田，且屯且守，广田蓄谷，以此对敌，就会无往而不克。
④重视以法治军。“魏武好法术，而天下贵刑名”（《晋书·傅玄传》）。一些人揽申商孙吴之术，强调四海分裂之时，如果废法，就不能争取战争胜利。主张不赏不战之士，反对罚不加于尊。曹操割发代首，诸葛亮兵败自贬三等，都体现了身体力行、严格执法的思想。
⑤提倡将帅读书，提高谋略水平。反对将领有勇无谋，认为“择将者不务求其策反而先索其勇”，是“弃其本而要其末”（三国魏桓范语，《太平御览》卷二百七十三）。主张将帅虽当兵马之劳也应当手不释卷，急读兵书、史书，广泛涉猎，借鉴往事。
⑥强调兵不在多，贵在效命。在人口锐减、兵员不足的背景下，主张简选精锐，多募劲勇，组建精强可用的军队。甚至提出，有节制之兵，即使将领无能，也不会战败。
战争指导思想 突出体现在以下三个方面：
①依靠人谋的思想。认为战争是实力的竞争，如果轻重不齐，强弱异势，则智士不能谋，险阻不能保。因此，为弥补激烈竞争中实力不足，应更加倚重智战，重视谋略致胜。主张“治平者先仁义，治乱者先权谋”（蒯越语，司马彪《战略》），“用兵之道，敌强则用智”（前燕封奕语，《资治通鉴》卷九十八）。认为珍策重计，古今所尚。虑为功首，谋为赏本，野战功绩难超庙堂谋功，弱者在一定条件下可望用人谋战胜强者。主张谋之贵多，决之欲独，反对多端寡要，好谋无决。所以注重广征谋士，或三顾茅庐，或下令求贤，或组建君子营，认为谋士“胸中所怀，乃逾于甲兵”（《魏书·崔浩传》）。重视战略筹划，诸葛亮《隆中对》、羊祜《请伐吴疏》都是中国古代中长期战略谋划的名篇。这些战略筹划，预见时间之长、范围之广和准确率之高，都是前无古人的。在作战中亦广泛用谋，有檀道济唱筹量沙、萧承之空城计等多种用兵计谋。
②深根固本的根据地思想。认为得地者昌，失地者亡，据有根据地是图王业的根本，“进足以胜敌，退足以坚守，故虽有困败而终济大业”（《三国志·荀@传》）。否则，“游行羁旅，人无斗志，难以保万全、制天下也”（张宾语，《晋书·石勒载记上》）。提出建立根据地的条件：险塞可守，为用武之国，民殷国富等。曹操指出，地形险固不是绝对的，如果以险固为资，则不能应机变化；弱者在夺取根据地时，特别要注意避实击虚，夺取力量薄弱的地区。如孙策不走争锋中原的老路转而开拓江东，诸葛亮主张退出中原逐鹿，跨有荆、益，都在这一原则指导下获得成功；笼络土著势力，安抚少数民族，经济上实行屯田，军事上实边扼险，以便实现深根固本。
③多极斗争的策略思想。三国魏、蜀、吴鼎立，形成一强两弱的战略三角关系。三方都企图以军事和外交的配合，创造有利的战略态势。蜀、吴两国处于相对弱小的地位，主张军事上结盟，认为这既可避免两面受敌，又能牵制强者曹魏，分散其兵力，为自身的安全和发展创造良好的战略环境。对处理联盟内部关系，蜀、吴都认识到，强敌当前，必须以联盟的大局为重。对盟友必要时要大胆让步，不能片面强调盟友的壮大对自己构成的威胁，也不能因为盟友诚号称帝，“名体”不顺，就断绝盟好，而应从联盟的总体战略利益出发，“应权通变，弘思远益”，“略其衅情”，“求犄角之援”（《三国志·诸葛亮传》注引《汉晋春秋》）。在两弱联盟中，一方感到另一方对己构成威胁时，便不惜以盟友为敌，以宿敌为友，使自己总是处于左右逢源的地位。弱者与强者结盟时，可以以屈身之轻，换取大局利益之重；但应保持自己的独立性，决不受制于人。魏虽为强者，但在暂时无力消灭蜀、吴两国的情况下，主张制造和扩大蜀、吴之间的矛盾，诱使它们反目，彼此削弱，以求两弱相斗承其弊。军事上一般不主张介入蜀、吴两弱之争，企图不劳兵马，坐收渔利。为此，反对蜀、吴任何一方坐大。
作战指导思想 由于生产和生活方式、民族、地理的不同，在作战思想上出现了南重水战、城战，北重骑战的明显差异。
①六朝立国江南，建立以水兵、步兵为主的军队，作战指导思想多重视水战、城战。重视长江天险，力主据守长江，取得中、上游以捍卫下游地区的安全。注重江防，强调扼守长江北岸要点和门户。认为南北水陆异势，如果诱敌深入，开江延敌，定能消灭来犯之敌。主张建造海船，沿海路运兵和渡海开拓夷洲等新的领地。认为南步北骑，其势不敌，应当承认必要的防御，依托城池减杀北方骑兵的优势。敌人未到，就需要修城池，远斥堠，这就是所谓的“怯防勇战”（《梁书·冯道根传》）。以为北方所凭借的只有马，据城坚守，足以以寡敌众。应当建立以战略要地为中心的防御体系。如果北军小至，则就地坚守，如果大举进犯，就拔民退守重城。尽量避免同北骑野战，不得已而打遭遇战时，应连车为阵，配以强弩，可以较为有效地抵御骑兵的冲击。
②十六国和北朝多是少数民族建立的政权，立国北方，以骑兵为主要突击力量，所以主张设置牧场，大规模畜养战马，每年略微南徙，逐步适应战区水土。强调以野战发挥骑兵快速机动的突击力。在草原、沙漠、高原作战时，主张以骑对骑，实行多路、轻骑、远袭、速决作战，远距离的迂回和包围。同南朝作战时，鉴于南方潮湿，入夏以后易生疾病，主张避开夏季用兵。进攻中原，大都以抄掠为目的，强调水战非其所长，南下时应当以江淮为限。先是主张逐城进攻，后来改为分军略地，一旦攻城不拔，即绕城而过，直驱南下，使南朝坚城陷于分割孤立。班师之日，则一城不守，全部撤退。当南朝进攻时，多主张实行战略退却，收缩戍防，避其锐气。甚至暂且退至阴山一带。反攻当在秋高马肥、南朝军队疲惫之时，“因敌取食，徐往击之，万全之计”（《魏书·崔浩传》）。少数民族入主中原后，由于城市攻防战增加，军队中来自汉人的步兵上升为主要成分。作战思想转而接受农耕民族影响，主张步骑协同作战；同时改变对城战的态度，降低对轻兵野战的评价，主张深沟高垒，“筑城置戍”（《魏书·源贺传附源怀传》）。
三国两晋南北朝军事思想，偏重对策研究，以实际应用见长。多极斗争、人谋智胜等思想，丰富了中国古代军事思想的内容，对后世有深远影响。