北魏分裂为东魏、西魏后，北朝的历史进入了后期。
东魏、西魏对峙之初，高欢掌权的东魏与宇文泰掌权的西魏政权经常发生战争。东魏天平三年（公元536），高欢兵分三路，向西魏发起了进攻。高欢亲率主力驻屯蒲坂（今山西永济西蒲州），命军士建造了三座浮桥，准备渡过黄河。同时，派遣窦泰率步骑万余人，直趋潼关；高昂自上洛（今山西商县）包抄蓝田（今陕西蓝田）。面对高欢的三路大军，宇文泰采纳了宇文深的建议，以弱小兵，从长安潜出潼关左边的小关（今陕西古潼关南侧），出其不意地击败窦泰军，俘获万余人，窦泰自杀。高欢和高昂闻讯，不得不立即撤军，宇文泰在这次小关之战中取得了胜利。
东魏天平四年（公元537）八月，东西双方又发生了沙苑之战。当时，宇文泰率兵万余出潼关，攻下恒农（今河南三门峡）。高欢闻讯，率兵西征，派遣高昂率兵3万围攻恒农，企图一举攻下长安。此时，宇文泰已引兵入关。高欢亲率10万大军自蒲津渡过黄河、洛水，在许莲瓣纹灯原（在洛水之南）屯驻。宇文泰率轻骑渡过渭水，在渭曲沙苑（今陕西大荔南）一带，大败高欢军队，高欢乘乱逃走。沙苑一役，东魏8万余人被俘，损失惨重。沙苑之战后，宇文泰在关陇地区的统治得到进一步巩固，高欢逐渐丧失了战略优势，东、西魏对峙的局面正式形成。
此后，东、西魏之间还进行了几次战争。沙苑之战后，宇文泰乘胜进军，又攻下了蒲坂和洛阳的金墉城。东魏元象元年（公元538），东魏大将侯景进攻金墉城，宇文泰急忙率军救援。河桥一战，宇文泰险些被俘，幸亏西魏大军赶到，才将东魏军击败。同时，高欢在河桥之战后，收复了洛阳。但不久，洛阳又被西魏所得。东魏武定元年（公元543），东、西魏又在邙山交战，东魏大胜。武定四年（公元546），高欢亲率10万大军进攻西魏，围攻玉壁（今山西稷山西南）50多天，西魏守军顽强抵抗，东魏军士战死病死者7万人，被迫撤军而去。高欢在这次战役中，疲病交加，返回晋阳后不久，便病死了。
高欢死后，长子高澄以大将军、渤海王的名义，继续执掌东魏政权。武定七年（公元549），东魏派遣高岳、慕容绍宗率步骑10万，进攻被西魏占领的长社（今河南长葛东北）。西魏军奋勇抵抗，东魏军受挫。此后，在高澄援军的强大攻势下，西魏军大败，长社被东魏攻下。至此，东、西魏之间的战争暂时停息下来。
武定七年（公元549）八月，高澄被手下的一个叫兰京的厨子所杀，其弟高洋继续执掌东魏朝政。武定八年（公元550）正月，东魏孝静帝元善见任高洋为丞相、都督中外诸军事、录尚书事、大行台，封为齐王，高洋在东魏的势力达到了顶峰。就在这年五月，高洋废掉了孝静帝，自立为皇帝，建立了北齐政权，高洋就是北齐文宣帝。
北齐继承了东魏所控制的地区，占有今黄河下游的河北、河南、山东、山西以及苏北、皖北的广阔地区。同时，北齐还与西魏、北周、梁、陈等政权对峙。天保三年（公元552）以后，北齐先后击退了库莫奚、契丹、柔然、山胡等少数民族的侵袭，还南取淮南，势力一直伸展到长江北岸，国力一度达到极盛。北齐的农业、盐铁业、瓷器制造业都相当发达，是几个割据政权中最为富庶的国家。北齐还继续推行均田制。河清三年（公元564），武成帝高湛颁布了均田令和赋役法令，内容大体上与北魏相同，但也略有变化。
然而，北齐政权却存在着致命的弱点，就是鲜卑人和汉人的民族矛盾始终未能缓和。随着民族矛盾日益激化，北齐走向了衰落。
就在北齐势力发展的同时，西魏宇文泰也在积极扩张实力，夺取了汉东、益州、襄阳等地，还曾一度攻占江陵，势力发展到长江上游和汉水。对于北方的突厥、柔然等民族，采取通好政策。同时对南朝则采取攻势，先后占领了益州和荆雍等地。
宇文泰任用汉族士人苏绰、卢辩等进行了一系列改革。在经济上，劝课农桑，恢复了均田制，促进了西魏经济的发展。在政治上，宇文泰实行以德治教化为主，法治为辅的原则。又令苏绰、卢辩根据《周礼》改革官制，实行北周六官制。为了整顿吏治，宇文泰采纳了苏绰制定的《六条诏书》，包括清心、敦教化、尽地利、擢贤良、恤狱讼、均赋役，规定了地方长官处理政事的基本原则。宇文泰还对军队统辖系统进行了改革，建立了府兵制。府兵制在形式上采取鲜卑旧八部制，立八柱国，实为六军。每个柱国大将军下设有两个大将军，共12个大将军；每个大将军下有两个开府，共24个开府；每个开府下有两个仪同，共48个仪同；一个仪同领兵千人。这样，六柱国合计有兵48000人左右。由此建立了由柱国、大将军、开府、仪同等逐级的统领制度，扩大了兵源，加强了朝廷对军队的控制。府兵制度被此后的隋唐所继承，一直延续了将近200年，在中国古代兵制史上占有重要地位。在宇文泰的治理下，西魏获得了飞速的发展。
西魏文帝元宝炬死后，废帝元钦即位。公元554年正月，宇文泰将废帝元钦杀死，另立元廓为帝，是为恭帝。恭帝三年（公元556）九月，宇文泰病死，十月，其子宇文觉在其侄宇文护的辅助下执政。十二月，宇文觉加封号周公，西魏恭帝被迫禅位于宇文觉，西魏灭亡。次年，宇文觉称天王，建立了北周政权。不久，宇文护杀死宇文觉，另立宇文泰长子宇文毓为天王。公元557年，宇文毓称帝，是为周明帝。次年，宇文护又杀死宇文毓，另立宇文泰四子宇文邕为帝，是为周武帝。建德元年（公元572），宇文邕将宇文护诛杀，开始亲政。
周武帝宇文邕在位期间，励精图治，锐意改革，使北周达到了强盛。对于府兵制，他改军士为侍官，还扩大了募兵的范围。同时，还多次下令释放官私奴婢，并禁毁佛、道二教，保证了政府的财政收入，促进了社会生产的发展。
周武帝所做的另一件大事就是出兵伐齐。建德五年（公元576），周武帝率18万大军大举进攻北齐。次年初，北周军队攻占北齐首都邺城，北齐后主高纬急忙禅位于其子高恒，父子在逃跑途中，被北周军队抓获杀害，北齐宣告灭亡。至此，黄河流域再次恢复了统一。
周武帝死后，其子宇文赟（yūn）继位，是为周宣帝，北周逐渐衰落。其后，宇文赟传位于其子宇文阐，是为周静帝。静帝年幼，由外戚杨坚辅政。大定元年（公元581），杨坚废掉静帝，自己称帝，建立了隋朝，北周至此灭亡。
随着北周的灭亡，北朝的历史也宣告结束，隋唐一统的时代到来了。
