氐族政權前秦在入主關中，並多次擊敗東晉進攻後，政權逐漸穩定，苻堅在位時，在王猛的輔佐下，國勢強盛，公元370年，趁前燕國內混亂，攻滅前燕政權，佔據北方大部分地區，又陸續攻滅仇池，西南夷，以及割據涼州的前涼，朔方以北的代國，西域諸國，至此前秦一統北方，成為十六國時期最強大的國家。
公元383年，前秦苻堅徵兵百萬，攻打東南的東晉政權，但因前秦剛剛統一北方各族，內部統治不穩加上北方連年征戰，軍士極大地厭戰情緒等客觀因素，又因當時東晉政權的穩定與較為強悍的北府兵以及正確的軍事策略，苻堅不僅沒能實現天下一統的宏願，反而在淝水之戰中慘敗，狼狽逃回北方，隨之，原來北方的各族再次分裂，陷入了新一輪的混戰中。
公元383年，原前燕宗室，前秦冠軍將軍，京兆尹慕容垂在滎陽自稱大將軍，燕王，建立了後燕政權。公元385年八月，慕容垂攻佔鄴城，後又派慕容農至龍城，收復幽平二州和遼東之地，十二月，慕容垂定都中山，正式稱帝。公元384年初，在得知慕容垂已經起兵攻打鄴城，前秦北地長史慕容泓偷偷渡河到河東，召集數千鮮卑人在華陰起兵，之後，慕容泓向長安進軍，宣佈復興燕國，改元燕興，西燕政權建立，部眾十餘萬。後慕容泓被部下所殺，眾人推舉慕容衝為主，後因慕容衝不願東歸，而關中鮮卑人思歸心切，於是左將軍韓延攻殺慕容衝，後慕容永率領四十萬鮮卑部眾東歸，途中，發生內亂，最後慕容永被推舉為大將軍，大單于，河南王，繼續東進，後與前秦苻丕在襄陵交戰，大敗秦軍，又佔據長子，定都於此，後西燕逐漸做大，慕容永鞏固了疆土，西燕政權逐漸穩定。
北方分崩後另一支崛起的力量是羌族人的後秦政權，苻堅淝水之戰慘敗後，原來降於前秦的羌族首領姚萇在渭北舉兵，公元384年，自稱萬年秦王。次年，擒獲並殺死苻堅，公元386年，姚萇在長安稱帝，公元393年，姚萇病死，其子姚興繼位，攻殺前秦皇帝苻登，徹底掃除前秦殘餘勢力。公元394年，後燕皇帝慕容垂親自領兵攻滅西燕，趁西燕滅亡之際，後秦派兵佔據西燕河東之地，公元395年，後燕在參合陂之戰中慘敗於北魏，公元396年，北魏攻下後燕都城中山，從此後燕被一分為二，一蹶不振，後遷都龍城。公元398年，後燕慕容德在滑台自稱燕王，南燕政權建立，次年，慕容德率眾向東，攻克東晉青州、兗州之地，並於公元400年正式稱帝，公元399年，後秦趁東晉內亂，攻陷洛陽，東晉淮水以北諸多城池請降。
公元399年，東晉孫恩在三吳地區舉兵作亂，威脅建康。多次戰敗後由盛轉衰，公元402年，孫恩被東晉臨海太守擊敗，投海自殺，孫恩之亂平定，公元403年，後涼因被後秦、北涼、南涼交相攻打，被迫降於後秦。
由於孫恩之亂，東晉朝廷兵力空虛，佔據長江上游重鎮荊州，一直虎視揚州三吳地區的桓玄趁機起兵，公元402年，桓玄攻入建康。公元403年，桓玄接受晉安帝禪讓，稱帝建國，國號楚，史稱桓楚。
公元404年，劉裕，劉毅，何無忌等人在京口起兵，討伐桓玄，同年，桓玄部下大將被斬，桓玄逃出建康，後桓玄被誘騙逃往益州，行至江陵城西，被益州都護馮遷殺死。桓楚滅亡。公元405年，益州動亂，眾人推舉譙縱為主，譙縱自稱成都王，譙蜀政權建立。因為益州的動盪，漢中地區守備空虛，被仇池佔領。
公元407年，劉勃勃殺死沒弈幹，吞併其部眾，叛離後秦，自立為天王，國號夏，胡夏政權建立。同年後燕馮跋發動政變改變擁立慕容云為主，後燕滅亡，北燕政權建立。
公元409年，南燕皇帝慕容超因宮廷樂隊陣容簡陋，襲擾東晉邊境，四月，東晉中軍將軍，錄尚書事 劉裕率領大軍討伐南燕，東晉南燕雙方在臨朐以南交戰，後劉裕聽從部下胡藩建議，繞道燕軍身後乘虛攻克臨朐燕軍大敗。公元410年，劉裕攻克廣固城，南燕滅亡。
公元410年，劉裕北伐南燕之際，割據嶺南地區的盧循在部下徐道覆的建議下，在廣州起兵反叛。
五月，徐道覆與東晉安成公、鎮南將軍何無忌在豫章交戰，何無忌被殺，五月盧循又大敗東晉豫州刺史劉毅，攻佔江州，劉裕急忙向南返回建康，十二月，盧循大敗，南逃廣州，終被交州刺史杜慧度擊殺。
公元412年十二月，因賞識朱齡石的軍事才幹，劉裕破格提拔朱齡石為益州刺史，命其率臧喜等將領帶領兩萬人伐蜀，大軍一律經外水攻向成都，臧喜、朱林由中水取廣漢，弱兵由內水兵向黃虎。公元413年，晉軍攻滅譙蜀，東晉收復益州之地。同年，劉裕任命索邈為梁州刺史，恢復了對漢中的管治。
自公元409年後，南涼逐漸衰弱，不斷遭到別國攻打，公元414年，南涼國主禿髮傉檀率軍西掠時，西秦偷襲樂都，南涼滅亡。
公元416年一月，後秦皇帝姚興逝世，太子姚泓繼位，內部叛亂頻發，政權不穩，劉裕抓住時機，八月，劉裕以劉穆之為尚書左僕射，內總朝政，外供軍糧，自己率四路大軍北伐，九月抵達彭城，龍驤將軍王鎮惡，冠軍將軍檀道濟領兵由淮水、淝水攻打許昌、洛陽，後秦多地望風而降，十月攻克洛陽。公元417年四月，劉裕抵達洛陽，七月，劉裕全面擊退北魏軍隊，收復河南全境，八月，劉裕抵達潼關，與各部會合，命王鎮惡從黃河入渭水，逼向長安。王鎮惡一舉攻陷長安，姚泓率領羣臣出降，後秦滅亡。
公元417年冬，劉穆之病死，加上在長安的東晉將領大多不願再繼續北伐，劉裕於是留下自己十二歲的兒子劉義真以及王修、王鎮惡、沈田子等將領留守長安，自己率軍返回建康，劉裕南歸後不久，胡夏赫連勃勃率領大軍進攻長安，此時，留守長安的東晉將領們又發生內亂，赫連勃勃攻佔長安。
公元420年六月，宋王劉裕代晉稱帝，國號宋，史稱劉宋。公元425年，胡夏赫連勃勃去世，太子赫連昌繼位，公元426年，北魏攻克長安，公元427年，攻克胡夏都城統萬城，公元428年又攻取安定，赫連昌被俘，赫連昌之弟赫連定在平涼繼承胡夏帝位。
公元431年，赫連定攻滅西秦。
赫連定滅西秦後，又想向北渡過黃河，奪取北涼之地，遭到吐谷渾伏擊，兵敗被俘，被送與北魏，胡夏政權滅亡。
公元433年，北涼國主沮渠蒙遜去世，其子沮渠牧犍繼位，公元36年，北魏滅北燕。公元439年，北魏皇帝拓跋燾圍攻北涼都城姑臧，沮渠牧健出降。沮渠牧健之弟沮渠無諱西行至高昌，重新建國公元460年，柔然攻破高昌，北涼滅亡。
