公元350年，漢人冉閔滅后趙。關中再度陷入混戰局面。同年，氐人苻洪及其子苻健占據關中，氐人紛起響應。公元352年，苻健稱帝，國號秦。歷史上稱之為前秦。此時北方的局面從匈奴人的前趙和羯人的后趙之間的對峙，演化為氐人的前秦與慕容鮮卑的前燕之間的對峙。
公元357年，苻堅政變登位，重用漢人王猛。當年桓溫北伐，駐軍灞上時，王猛曾與桓溫面談。后來桓溫撤走，很希望王猛能與自己共謀大業。“猛還山咨師，師曰：'卿與桓溫豈并世哉！在此自可富貴，何為遠乎！’猛乃止。”老師不愧是老師，識得王猛濟世之才。范文瀾認為王猛“在將相群中也是第一流的將相”。柏楊先生更是認為王猛乃超越諸葛亮的人。桓溫如曹孟德般梟雄，輔佐他，徒留罵名，性價比確實不高。王猛幫助苻堅奪得帝位后，采取政治改革，加強中央集權，抑制貴族勢力發展來強化中央力量，并興修關中水利，前秦國力逐漸增強。
白馬藏人，傳為氐人后代。
公元369年，天下名將慕容垂在枋頭之戰中痛擊北伐的桓溫，為前燕立下赫赫戰功。可惜這位名將卻始終受到兄長景昭帝慕容俊、叔父慕容評的嫉恨，最終舉家出逃前秦。苻堅大喜過望，厚待慕容垂一族。王猛卻認為，慕容垂“人之杰也。蛟龍猛獸，非可馴之物，不如除之。”苻堅不聽。失去慕容垂的前燕很快就被前秦消滅，苻堅俘獲了大量鮮卑皇族。這些喪家之犬，苻堅非但沒有誅殺，甚至還賜予高官厚祿，企圖以此感化他們。與匈奴、羯的殘暴不同，氐、羌兩族漢化程度較高，民族性格溫和。苻堅的寬仁是一把雙刃劍，既幫助他一統北方，卻也埋下了深深的隱患。
淝水之戰后，慕容垂回歸前燕故地，招攬鮮卑舊部，復國后燕。之前國破被俘的慕容宗室紛紛躍馬披甲，慕容泓、慕容沖建立西燕。拓跋鮮卑建立代，后改國號魏，史稱北魏。羌人姚萇（chang2）在關中羌人的擁立下建立后秦。慕容垂是降將，慕容泓是苻堅的俘虜，甚至有傳說十六國第一美男子慕容沖一度是苻堅的孌童。姚萇先降前秦，后效力苻堅。在苻堅不聽王猛臨終前的囑托，大舉進兵東晉時，姚萇被封為龍驤將軍。苻堅對其說：“昔朕以龍驤建業，未嘗輕以授人，卿其勉之！”苻堅政變稱帝前也曾官封龍驤將軍，可見其對姚萇的喜愛與信任。淝水大戰，苻堅兵潰千里。逃回長安企圖力挽危局的苻堅發現，他一向恩待有加的異族首領們紛紛叛變。窮途末路的苻堅被姚萇圍困于新平佛寺（今陜西省彬縣南靜光寺）內。姚萇向苻堅索要傳國玉璽，甚至要他禪讓給自己。苻堅痛罵道：“五胡次序，無汝羌名。違天不祥，其能久乎！”、“禪代者，圣賢之事。姚萇叛賊，奈何擬之古人！”最后，一代雄主苻堅大帝被姚萇縊殺，令人扼腕。
北方經歷了苻堅時期短暫的一統后，再度演化為慕容鮮卑的后燕與拓跋鮮卑的北魏之間的對峙。后燕的建立者慕容垂堪稱十六國第一戰神，一生百戰百勝。公元383年，淝水之戰中前秦大敗，慕容垂統帥的三萬軍隊成為前秦百萬敗軍浪潮中的中流砥柱，護送苻堅北返長安。次年，時年58歲的慕容垂復國成功，建立后燕。公元392年，66歲的慕容垂平定活躍在河南地區的翟魏政權。1年后他又率軍消滅割據山西的西燕政權。
倘若苻堅和王猛泉下相見，苻堅一定愧疚得無地自容。王猛苦諫苻堅誅殺慕容垂一族，苻堅不聽；王猛臨終前囑托苻堅萬不可南犯東晉，苻堅還是不聽。不過王猛還是使了一招“金刀計”，讓慕容垂痛失愛子慕容令。慕容令死后，慕容垂的太子慕容寶才智平庸，難堪大任，在參合陂（bei1）之戰中慘敗給拓跋珪，將北方霸權拱手相讓北魏。
參合陂之戰前，后燕在北方如日中天。慕容垂起先扶植拓跋鮮卑，以作為其控扼塞北諸部的附屬之國。后燕和北魏一度互通姻親，關系甚密。然而，隨著西燕的滅亡，逐漸強大的北魏感到唇亡齒寒。公元395年，拓跋珪進犯后燕邊塞。慕容垂身染重病，本想隱忍暫息烽火。但在慕容寶等人的慫恿下，同年五月慕容垂派慕容寶統兵八萬伐魏。燕魏兩軍對峙黃河。拓跋珪采取游擊戰術，封鎖慕容寶的情報。十月底，被慕容垂已經駕崩的謠言攪得心神不寧的慕容寶開始撤退。十一月初，黃河冰封，拓跋珪率兩萬北魏大軍趁機輕裝追擊，在參合陂圍住數萬燕軍。軍心渙散的后燕大軍毫無抵抗之力，束手就擒，僅有小部分人逃脫。拓跋珪留下部分有用之才，將其他官員都遣送回后燕，剩下的后燕士兵均慘遭坑殺，史稱參合陂之戰。
參合陂之戰后，后燕舉國震驚。70歲的慕容垂怒發沖冠，領兵復仇北魏。恢復主心骨的后燕軍隊打得拓跋珪手足無措。慕容垂行軍至參合陂時，芳草萋萋卻涼風瑟瑟，遍地白骨無人收。當時整個慕容鮮卑的族群人數也就幾十萬人，幾萬的燕軍被坑殺，與這一支燕軍或多或少都是沾親帶故。軍士們祭奠著自己的親人，紛紛放聲慟哭。在戰場上一生無敵的慕容垂又痛又愧，吐血病發。過了不久，慕容垂死在軍旅之中。
參合陂古戰場遺跡
慕容垂死后，后燕很快就分崩離析，后來分裂成北燕和南燕兩個國家。公元410年，東晉劉裕滅南燕。公元417年，劉裕大軍破潼關滅后秦。公元431年，北魏太武帝拓跋燾滅赫連氏的大夏。公元432年，北魏滅北燕。公元439年， 北魏滅北涼，拓跋燾統一北方，正式拉開了南北朝（公元420年到公元589年）的大幕。
五胡十六國政權示意圖，放大可看。
五胡十六國從公元三世紀初開始，一直持續近一個半世紀。北魏史學家崔鴻以其中主要的十六個國家撰寫了《十六國春秋》（五涼、四燕、三秦、二趙、一成、一夏），于是后世史學家稱這時期為“五胡十六國”。實際上這一時期國家數目多于十六。除了五涼（在涼州，今天甘肅一帶建立的前涼[為前秦所滅]、南涼[為西秦所滅]、北涼[為北魏所滅]、西涼[為北涼所滅]、后涼[為后秦所滅]）四燕（前燕[為前秦所滅]、后燕[為北魏所滅，分為北燕和南燕]、北燕[為北魏所滅]、南燕[為東晉所滅]）三秦（前秦[為后秦所滅]、后秦[為東晉所滅]、西秦[為夏所滅]）兩趙（前趙[為后趙所滅]、后趙[為冉魏所滅]）一夏[為北魏所滅]加成漢[為東晉所滅]等十六國之外，還有冉魏、代（北魏的前身）、西燕、西蜀、翟魏等國家。
公元三世紀時的漢人數量約為3000萬人，游牧民族由于受限于自然條件，人口小于漢人一個數量級。因此，全民皆兵的游牧民族雖然戰斗力強于同等數量的漢人，但一旦遭遇毀滅性打擊，想在亂世中恢復元氣難度極大。在統治技巧上，依靠暴力掠奪的游牧民族明顯不如漢文明。前秦的苻堅和北魏的拓跋燾都通過重用漢臣等方式學習漢文明。魏孝文帝拓跋宏更是穿漢服、說漢話、改漢姓，將鮮卑族的血液與漢人融合在一起，為后來偉大的盛唐文明奠定了堅實的基礎。
最為混亂復雜的東晉十六國結束了，接下來是南北朝系列。
