三国和魏晋南北朝时期,基本实实行的是州、郡、县三级制。
魏、蜀、吴三国鼎立时期,省境共置凉州1 州(另有一部分地方分属雍州和益州)、12郡、77个县。大部分地方属
魏国,南部的部分地区属蜀国。属于魏的有凉州(治姑臧,即今武威市)的金城、武威、张掖、酒泉、
敦煌郡,雍州(治长安,今陕西省西安市)的陇西、天水、南安(今陇西、武山一带)、广魏(今秦安、通渭等县)、安定郡(今平凉、庆阳和宁夏回族自治区固原等地)的新平郡鹑觚县(今灵台县东北)。属于蜀国益州(治成都,今
四川省成都市)的有武都郡、阴平郡的7 个县。西晋,省境设凉州、玖州,兼属雍州,统12个郡、72个县。凉州,治姑臧(今武威市),辖6 个郡、41个县,即金城郡、武威郡、张掖郡、敦煌郡、酒泉郡、西郡(今山丹一带);玖州,治冀县(故治在今甘谷县东南,后迁至上邶,即今天水),统6 个郡、24个县,即陇西郡、南安郡、天水郡、略阳郡(原广魏郡,
晋武帝时更名)、武都郡、阴平郡(今文县和四川省平武县)。属雍州(治长安,今陕西省西安市)的为安定郡,治临泾(今镇原县),统7 个县。进入
东晋,社会动乱,北方形成分裂割据局面。从西晋末到十六国时期,跨境或在甘肃境内先后建立的割据政权有:后赵、前秦、后秦,各占有约当今甘肃一部之地;前凉(公元314 -公 元376 年),历时62年,治姑臧(今武威市),辖区东至秦陇,北及居延,南逾河湟,西至葱岭;西秦,都苑川(今榆中县东北),辖区约当今甘肃西南部;后凉(公元386 年-公元403 年),都姑臧,建国18年,初有前凉旧地,后除姑臧外,仅有仓松(今古浪西)、番禾(今永昌西)2 郡;南凉(公元397 年-公元414 年)立国18年,都廉川堡(今青海省乐都县),辖地东至金城,西到青海,北据广武(今永登东南),南有河湟;北凉(公元397 年-公元439 年),历时43年,初都张掖,后迁姑臧,据有武威、张掖、敦煌,酒泉、金城、西海、西平、乐都等郡地;西凉(公元400 年-公元420 年),立国21年,都敦煌,后迁酒泉,辖区约有今酒泉、玉门、安西、敦煌几县地。南北朝时期,甘肃先后为
北魏、西魏、北周的统治地区。这一时期,南北对峙,国家分裂,州县林立,政权更替频繁,“百户之邑便立州名,三户之民空张郡目”的情况比比皆是,行政建置十分混乱。
北魏,甘肃境设置8 个州、35个郡、91个县。
秦州,治上封(原