魏晋南北朝时期（220～589）传统农业在剧烈社会动乱中曲折前进，黄河流域旱农精耕细作技术体系更加完善，长江流域及以南的农业生产和技术也有提高。

东汉以后，魏、蜀、吴三国鼎立达40余年，黄河流域农业生产在长期战乱中受到严重破坏，但各国都采取了一些恢复发展农业的措施。265年司马炎统一了全国，史称西晋。西晋初年，农业生产曾有所恢复和一定的发展。太康（280～289）年间“人咸安其业而乐其事”。然而西晋政府建立之初，就比较腐朽，它恢复了分封制度，维护地主豪强士族的利益，改魏的屯田制为占田制（见）的同时，颁布了荫佃客和荫食客制，允许士族使役奴隶。不久，“八王之乱”起，导致少数民族的奴隶主贵族先后入侵，中国的北部出现十六国混战局面。439年鲜卑族拓跋焘氏的北魏统一北方，以后又分裂为东西魏，再演变为北齐、北周，统称北朝。由十六国到北朝期间，匈奴、鲜卑、羯、氐、羌诸族及汉族相互间，由冲突而融合，农牧交错，变化剧烈。传统农业在战乱中屡遭严重摧残。然而各个政权为巩固统治，准备战争，又往往采取加速封建化的步骤、积极增殖人口、发展生产的措施，传统农业生产方式在战争间隙又得以恢复和发展。317年，西晋被迫南渡偏安江左，史称东晋。之后相继建立宋、齐、梁、陈王朝，统称为南朝。东晋与南朝的政权代表士族地主的利益，江南土著士族与北方侨民士族集团各拥有大量佃客、荫户与奴婢。这期间，虽然也经历了侨民与土著间的斗争与认同过程，但相对较为安定。大量人口由北方源源流入，农业技术也随之引进，土地开发与生产技术不断向广度和深度发展，封建的农业经济日益发达，逐渐赶上黄河流域的水平。

这一时期，荆扬二州和江淮地区发展较快。北方多修治旧有渠堰。陕西关中有前秦、西魏修治白渠和富平堰；北周开龙首渠，并在蒲州（永济县）引黄灌溉。邺地（今河北临泽）有战国时的漳水十二渠，晋魏时进行修建，名天井堰，东魏改建，名万金渠，北齐时叫天平渠。今河套地区有北魏道武帝登国九年（394）拓跋仪屯田于黄河北，“自五原至稒杨塞外”，引黄河水灌田；太平真君五年（444）刁雍镇守薄骨律（今灵武西南），修艾山渠；魏孝文帝太和十二年（488）诏：“六镇、云中、河西及关内六郡，各修水田，通渠灌溉。”幽州有曹魏嘉平二年（250）修戾陵堰及其渠道工程车箱渠，溉田四万余顷。魏孝明帝神龟二年（519）派卢文伟复修，北齐天统二年（566）幽州刺史解律羡再次扩大灌区；卢文伟还修督亢陂（在今涿县东南），北齐皇建时（560～561）再修，置屯田，年收稻粟数十万石。

淮河流域的水利设施多和屯田结合，曹魏时规模最大。早在建安五年（200）刘馥为扬州刺史，镇合肥，广屯田，兴治芍陂及茹陂、七门堰、吴塘等。建安十四年置扬州郡县长吏，开芍陂屯田。建安十九年庐江太守朱光屯皖（今安徽潜山县）大开稻田。及邓艾主持淮水流域屯田，水利建设达到高峰，正始二年（241）在淮河南北住军五六万人，大开屯田，广修水利。淮河下游苏北一带，在今宝应县筑塘49所，溉田4.2万顷。东晋在曲阿（江苏丹阳）筑新丰塘，溉田800余顷；在乌程（浙江吴兴）筑狄塘，溉田千顷；勾章（今浙江慈溪县）修复汉时旧堰，溉田300余顷。宋、齐、梁相继修治芍陂，溉田万顷。梁大同六年（540）改吴郡海虞县为常熟县，这一带塘浦圩田逐步形成，“岁常熟”。宋时，谢灵运求会稽回踵湖和始宁（浙江上虞县）休皇湖作湖田，孔灵符奏迁徙山阴县（绍兴）贫民到余姚、、鄞三县开垦湖田；这些湖区或作堰溉田，或泄水成田。南朝时太湖流域，特别是会稽郡，已是富饶之区，“膏腴土地，亩直一金”。

这一时期农具的特点是旱地作业工具基本完备。作为耕地工具的犁，除二牛抬杠式外，独牛拉犁南北朝之后已逐渐占主导地位。短辕犁出现，名曰蔚犁，其结构和性能都较长辕犁有所提高，适宜山涧、河旁、高阜、谷地使用。畜力耙始见于魏晋时，南北朝时的“铁齿楱”，即人字形铁齿耙。由西汉的“摩田器”发展而来，《齐民要术》作“劳”，为碎土、平地工具。

覆土工具出现和批契，前者畜力牵引，后者和配合使用。窍瓠就是点葫芦，一种点播器，始见于《齐民要术》。中耕工具出现和耩，都可畜力牵引，禾苗稍大时使用。锋可浅耕保墒，又可用于灭茬；耩有中耕培土作用。“陆轴”为镇压、碎土和碾场脱粒工具，首见于南北朝。唐陆龟蒙名曰：“碌碡”。这一时期谷物加工工具空前完备。有畜力连磨、舂车、磨车、连机碓、碾、水力碾磨等。此外，水田用的“耖耙”见于广东连县晋墓出土文物中，这座墓葬时在永嘉四年（310）和永嘉六年，而耖耙的文字记载则迟至赵宋时。

大田作物仍以粮食为主。南方除水稻外，麻、麦、菽、粟，特别是菽、麦，亦广为种植。高粱的明确记录出现于晋代，称作木稷、蜀黍。染料作物除蓝、红蓝花（茜）、栀子外，紫草南北朝时见于种植。油料作物荏、苏、胡麻，东汉首先种植，南北朝时已是重要的大田作物，芜菁当时也兼作油料作物种植。榨取植物油，西晋时首见，南北朝时有荏油、胡麻油、麻子油的记述；纤维作物，北方仍以桑、麻为主，南方已广栽苎麻，南朝宋元嘉二十一年（444）诏：“诸州郡……播殖蚕桑麻苎。”棉花种植，新疆民丰县东汉墓遗存有蓝白印花布，是已知中国西北最早出土的棉织物，首见于文献的为《梁书·西北诸戎传》所记高昌国（今吐鲁番）的“白叠子”。西南地区，《华阳国志》记载哀牢夷（今云南保山一带）有“桐华布”，晋左思《蜀都赋》记：永昌有“橦花布”，梧桐木、橦树，均为多年生木棉。永昌郡一带，大致汉代已利用木棉织布了。东南，《梁书·武帝纪》记载：梁武帝曾使用木棉皂帐，一般认为这是闽广的出产。

作物生产技术集中体现于贾思勰。该书是中国现存最早和最完整的农学巨著，它总结了秦汉以来的农学知识和生产经验，特别是以蓄水保墒为中心的旱农耕作技术体系，具有承前启后的意义。主要成就：①提出了耕—耙—耱旱农土壤耕作技术体系。这个体系从播前整地到播种后的耕作，主要以“和土”培肥为直接目的。耕地适期，春耕、夏耕、秋耕均以土壤“燥湿得所”为准，不过春季耕翻，要随即耙耱，秋耕须等表土发白时。耕作程式，第一次提出浅—深—浅，夏耕（实指夏闲地耕作）这样要求，秋耕或冬耕与春耕（实指冬闲地耕作）亦如此。耕作方法，要求“犁欲廉，劳欲再”。春季播种，常地墒不足，则利用挞或碾以提墒和保墒。播种后的田间管理，关键是保墒抗旱，主要措施是中耕锄地，“锄不厌数”，“锄头三寸泽”是当时流传的农谚。②实行合理轮作。广泛采用豆科作物参加轮作，茬口称作“底”，区分为“上、中、下”三等，指出：谷、稻、麻等不宜连作，大、小麦以歇茬为好；桑豆混作、菜粮间作、蔬菜套种有互补作用。绿肥栽培亦加入轮作序列。加之这一时期施肥量的增加，黄河流域用地养地的水平提高了。江南地区，南朝宋时，今湖南永兴地区有三熟稻的记载；东晋时九真地区有双季稻种植，《广志》记有再生稻。③作物栽培管理技术措施空前完备。播种环节尤为重视，实行了测定种子发芽力、清水选种、晒种、浸种催芽等种子处理措施，播种期、播种量、播种方法，根据气候状况及土壤条件的变化采取不同的措施。④病虫害防治出现生物防治法。利用黄蚶蚁或黄猄蚁防治柑桔虫害；农业防治，利用倒茬，或品种特性，或放火烧虫卵等，预防病虫为害药物防治，以盐水淘种防治“瓜笼”；诱杀法，以牛羊骨带髓者，置瓜种左右，诱杀蚂蚁。⑤开创了选种与良种繁育相结合的技术体系。实行单穗选，混合选种，设置留种地。

蔬菜作物中，瓜、葵、芜菁在北方实行规模经营，是商品生产的主栽品类，城郊良田种三十亩葵或一顷芜菁，其收益“胜作十顷谷田”。瓜田内要开双行车道，以便于运输，足见规模之大。由“葑”演变而来的栽培种“菘”（即白菜），南北朝时已是江南地区的重要蔬菜。水生蔬菜蓴（莼菜）、藕、芡、菱等南朝已广泛栽培，魏晋时蓴已和茭白并称为江南名菜。《齐民要术》还比较系统地记载了枣、李、桃、柰梅、杏、梨、栗、林檎、柿、安石榴、木瓜、花椒、杜梨等栽培技术和果树的熏烟防霜、梨树嫁接，以及枣树疏花、葡萄棚架栽培和埋条越冬法等。

《齐民要术》首次以大量篇幅系统记述了牛、马、驴、骡、羊、猪、鸡、鹅、鸭等的放牧、.饲养、繁殖、选育、疫病防治以及相畜术，提出“服牛乘马，量其力能；寒温饮饲，适其天性”的使役和饲养原则，开创了三刍、三饮的喂草、饮水方法，猪的限制运动、加喂混合饲料的育肥法，以及猪、羊阉割催肥技术等。

蚕桑业，在南方发展较快。南朝时，已经利用低温控制蚕卵化性，有“永嘉八辈蚕”的记载。蚕开始实行良种选育，选取蚕蔟中层的茧生蛾下蚁。发明了盐渍杀蛹储茧法，提高了缫丝质量。桑树品种开始有荆桑、鲁桑之别。此外人工养蜂利用蜜蜡也开始于这一时期。