乾化二年（912）五月，梁太祖退到洛阳，病势垂危。六月，为次子朱友珪所杀。朱友珪即帝位后局势更加恶化，乾化三年二月朱友珪又为禁兵所杀，后梁太祖四子朱友贞即帝位于东都开封府，是为末帝。后梁内乱相继，自顾不暇，只有大将杨师厚率军与晋、赵周旋于河北。同年十月，晋王李存勗督军攻占幽州，燕帝刘守光出逃后被擒，燕国灭亡。
贞明元年（915）春，杨师厚病死，魏州军士遂叛降于晋，晋王李存勗亲自率军东出太行黄泽岭，到魏州后又派军袭取德州、澶州，梁将刘鄩连战皆败。次年春，梁末帝命王檀率军3万北上，经阴地关直奔太原，企图袭取晋军基地以挽救败局，但又为守城晋军击败。
贞明四年（918）八月，晋王李存勗聚兵六七万号称10万由魏州南下，企图一举灭梁，与梁军相拒于濮州一带。十二月下旬，晋王李存勗率军进至胡柳陂，贺瓌率梁军跟踪而至，两军激战，梁骑军王彦章部先败，西逃时冲散了晋军的西线军队，晋军名将周德威战死，晋王李存勗夺取土山以自保，梁军骑兵已西逃，只有步兵包围土山，晋将李嗣昭、王建及率骑兵冲击山下的后梁步兵，后梁步兵大败，死亡近3万人。后梁败军逃回都城开封，扬言晋军即将前来，后梁末帝曾想逃往洛阳，但晋军也终因此战而元气大伤，无力南下攻梁，梁晋战争相对沉寂了一个时期。
龙德元年（921）春，晋王李存勗在平定河北后正拟称帝之时，镇州王鎔为部将张文礼所杀，张文礼表面上仍臣附于晋，暗中却勾结后梁与契丹，后梁虽无力北援镇州，但当晋军攻占赵州进而围攻镇州时，梁军即乘机袭击晋军，却反为晋军所败，死伤2万多人，梁军再次遭受重大挫折。
同年末，契丹应张文礼之邀，南下攻晋，没能攻下幽州，转而攻占涿州，进抵定州城下。晋王李存勗率铁骑5000还击于新城北，契丹军北退，双方大战于望都，契丹军大败后退回契丹。
梁、唐兴替后梁龙德三年四月二十五日，晋王李存勗在击败契丹军、平定河北的情况下，即帝位于魏州，国号大唐，史称后唐，建元同光，是为后唐庄宗。以魏州为东京兴唐府，作为都城，太原为西京、镇州为北都，作为陪都。
同年闰四月末，后唐乘后梁西攻泽州之际，派名将李嗣源率精骑5000奔袭郓州，一昼夜驱驰200余里，次日清晨袭占郓州。
郓州失守后，后梁急忙重新启用勇将王彦章为帅，段凝为副帅，调集所有精兵10万北讨后唐。庄宗亲率唐军与梁军苦战于杨刘，后梁决黄河以阻挡唐军，但梁军主力6万余人也被隔在决河以北。王彦章进攻郓州时又为唐将李嗣源所败，十月初王彦章于中都县兵败被俘斩。后梁降将康延孝先已向庄宗建议分兵攻取梁都开封，此时再次要求进军开封。后唐诸将中只有李嗣源赞成此议，并提出乘后梁段凝所率主力远隔在决河以北，开封守卫空虚，唐军应连夜奔袭开封。庄宗即派李嗣源率前军于当夜进发，第六天清晨到达开封城下后立即攻城，开封随即降唐，后梁亡。庄宗同日也到达开封，后梁末帝已于前一日自杀。
后唐灭梁后，迁都于洛京，后改称东都洛阳。以太原为北都，以唐代首都西京长安为西都，作为陪都。降后梁都城开封府为汴州。后梁时独立并一直与后梁作战的岐王李茂贞也向后唐称臣，被封为秦王。不久又放弃割据，凤翔成为后唐的直接统治区。
但后梁的荆南节度使高季昌，虽也归附后唐，并为避唐讳改名高季兴，受封为南平王，但实际上却是割据一方。
后唐灭后梁，原先臣附于后梁的楚、吴越、南汉、闽诸国，转而臣附后唐，但前蜀和吴拒不称臣。后唐庄宗遂决定对前蜀和吴用兵。同光三年（925）九月，后唐以郭崇韬统兵6万讨伐前蜀，同年十一月灭前蜀。达到后唐全盛时期，统治有今河南、山东、山西三省，四川、重庆、河北、陕西等省市的大部，甘肃、宁夏、湖北、江苏、安徽等省的一部分。
由于后唐庄宗宠信伶官，平蜀主帅郭崇韬被谋害，在首都洛阳又诛杀郭崇韬党羽，致使文臣武将惊恐不安，故消灭前蜀以后无力南下攻吴。不久，后唐国势动乱。次年春，河北戍兵首先起兵，焚掠贝州，占领邺都，河朔州县相继叛乱。名将李嗣源奉命征讨，但为部属劫持，河北相继归附李嗣源。庄宗亲自率军讨伐李嗣源，李嗣源进而占领汴州。四月，庄宗所率诸军离散，只得退回洛阳，亲军继又叛乱，煊赫一时的后唐庄宗中箭身亡。李嗣源到洛阳登位，是为后唐明宗。
后唐灭前蜀后，原前蜀统治区逐渐为后唐西川节度使孟知祥控制，明宗封孟知祥为蜀王。荆南高氏虽曾反唐，但随后即表示臣附，明宗也承认其割据如故。明宗虽对南方诸国大体采取和好相处的方针，但对直接统治的华北地区则加强皇权统治。
盘踞定州已近十年的节度使王都，名义上虽然臣附于后唐，但实际上是割据一方。明宗即位后略加制裁，王都即向契丹求援并准备与河北诸镇联合抗拒，以图重演唐代末年藩镇世袭割据状态。天成三年（928）五月，明宗命将征讨，首先攻占定州西关，继又大败王都与契丹联军于曲阳城南。七月，又大破契丹援军于唐河北，追击至易州，契丹军遂退走。次年正月，后唐攻克定州，制止了王都的分裂割据，加强了皇权。由于明宗时期局势稳定，很少发生战争，生产得到一定的恢复，连年丰收，加上明宗统治比较清明，是五代有名的“小康”时期。长兴四年（933）十一月明宗死，子李从厚即位，养子李从珂又起兵逐李从厚，登上皇位，是为后唐末帝。
晋、汉更迭后唐自明宗死后，内乱迭起，末帝虽夺得帝位，但藩镇强横，财政困难，国势日危。末帝想削弱和消除最强大的藩镇、明宗女婿、河东节度使石敬瑭，于清泰三年（936）五月，改任石敬瑭为天平节度使，移镇郓州。石敬瑭即起兵反唐，并向契丹求援，遣使奉表称臣，尊耶律德光为父皇帝，并割让幽、云十六州。同年八月，契丹帝率军南下。九月，后唐军主力为石敬瑭与契丹联军所败，被围困于太原城西南的晋安寨。十月，契丹帝封石敬瑭为晋王。十一月十二日，又立石敬瑭为大晋皇帝，建元天福，以太原为都城，是为后晋高祖。此后，契丹帝又制止石敬瑭称臣，而令其自称“儿皇帝”。
闰十一月上旬末，被围在晋安寨近三个月始终不降的唐军主帅张敬达为副帅杨光远所杀，杨光远率5万多唐军降晋，晋军随即南下攻唐，再败唐军于团柏，直奔唐京洛阳，同月二十六日，后唐末帝于后晋兵临城下之际**而死。石敬瑭于当日晚进入洛阳，后唐亡。
后晋于天福三年（938）十月，迁首都于汴州，升为东京开封府，以洛阳为西京，作为陪都。
后晋建立后，叛乱相继，石敬瑭对于藩镇，只要不叛乱，即使对后晋抗命也一律采取安抚政策。后晋大部分文武官员对石敬瑭向契丹帝称臣称儿，大为不满，成德军节度使安重荣尤耻于臣属契丹，契丹使臣过境必遭谩骂，甚至被暗杀，还上表诋斥石敬瑭当儿皇帝。天福六年（941）十一月，安重荣得知南部的山南东道节度使安从进于襄州起兵反晋，也于十二月反晋，但都先后兵败身亡。
次年六月石敬瑭死，侄石重贵即位，是为少帝。少帝耻于向契丹帝称臣，导致契丹军于后晋开运元年（944）春、冬两次大规模南侵，都由于后晋军民的抗击，契丹军战败后退兵。
后晋两次大败契丹军，少帝因而产生轻敌思想，信任亲贵，罢免重臣桑维翰的宰相职务，稍有好转的朝政重又坏乱。后晋与契丹多次作战，虽然取胜，但损失也很大，在没有作好充分准备的情况下，轻信冯玉、李崧、杜威、李守贞等的建议，竟于开运三年十月，命杜威、李守贞统军北伐，以图收复被石敬瑭割给契丹的幽州地区。契丹军乘机再次南下，与晋军相持于恒州城南滹沱河两岸。契丹军袭击晋军粮道，致使晋军粮尽援绝，契丹帝伪许晋军统帅杜威充当傀儡皇帝，诱降杜威后契丹军长驱南下。十二月十七日清晨，契丹军前锋攻入开封，后晋少帝自杀未果后投降，后晋亡。次年正月元旦，契丹帝进入开封城，降封少帝为负义侯，少帝及家属等被押赴黄龙府安置，后移建州，少帝死于辽应历十四年（宋乾德二年，964）。
契丹天会十年二月初一，契丹帝耶律德光以汉族仪式接受群臣朝贺，并改国号为辽，改元大同。升镇州为中京，此前已降东京开封府为汴州。
契丹军占领开封后，放纵其军“打草谷”，大肆劫掠，黄河南北各地人民纷纷起兵反抗。三月，耶律德光率军北归，任命外戚萧翰为宣武军节度使以镇抚中原。四月，耶律德光于北归途中在栾城境内病死，后谥为辽太宗。五月，萧翰得知刘知远已统兵南下，急于想脱身北归，遂矫诏立后唐明宗幼子李从益为帝后匆匆北上。
当后晋与辽争战之际，后晋北平王、河东节度使刘知远，意存观望，同时招兵买马扩充实力，步、骑达5万人，成为后晋最强大的藩镇。契丹攻后晋，刘知远并不出兵抗击。相反，当契丹灭后晋以后，还向契丹帝进表祝贺。
耶律德光改国号契丹为辽。不久，二月二十八日，刘知远即帝位于晋阳，未改后晋国号，采用后晋的天福年号，以当年为天福十二年。
耶律德光病死于北返途中以后，五月中旬，刘知远率军南出阴地关，经晋州、陕州，直奔洛阳，各地纷纷迎降。六月初到达洛阳，并准备前往汴州，首先密令处死李从益，中旬初到达汴州。十五日，刘知远改国号为汉，次年改元乾佑，史称后汉，是为后汉高祖。并改汴州为东京开封府作为都城，洛阳为西京，作为陪都。各地纷纷杀死或驱逐辽官后降汉，后晋邺都留守杜重威降辽后，仍任邺都留守，后汉建立后仍拥重兵据守邺都，并抗拒改任宋州节度使之命。后汉派高行周率军前往镇压。九月，刘知远又亲往督战。十一月，杜重威出降，后汉终于统一北方。统治地区包括今山东、河南二省，山西、陕西二省大部，以及河北、宁夏、湖北、安徽、江苏等省的一部分。
后汉乾佑元年（948）正月下旬，登上皇帝宝座不满一年的后汉皇帝刘知远病死，子刘承佑即位，是为隐帝。河中李守贞、永兴赵思绾、凤翔王景崇，相继叛乱。后汉派郭威任统帅，节制西征诸军，次年秋、冬，三镇先后平定。后汉隐帝更加骄纵，宠任外戚、伶官，听信谗言，于乾佑三年（950）十一月，杀害开国功臣杨邠，以及大臣史弘肇、王章，并遣密使前往邺都，准备杀害枢密使、邺都留守郭威，杨邠、郭威、史弘肇都是顾命大臣，受遗诏辅佐隐帝，威望很高，却无辜遭杀害或将被杀害，引起朝野不满，当郭威得知消息后，随即以清君侧为名，发兵南下，各地纷纷迎降，隐帝亲自督军阻击郭威于开封北郊，又为郭威所败，后汉军纷纷投降，隐帝在逃跑中为乱军所杀。郭威进入开封后，请后汉李太后临朝听政，并议立后汉高祖侄刘赟为帝，作为代汉的阶梯。
乾佑三年（950）十一月，辽军攻陷内丘、饶阳，郭威奉命率军北上抗辽，到达澶州时发生兵变，将士撕黄旗被在郭威身上，被拥立为帝。郭威即率军回到首都开封，次年正月五日，郭威登上皇帝宝座，国号周，建元广顺，史称后周，是为后周太祖。仍以东京开封为都城，以西京洛阳为陪都。
正等着当皇帝的刘赟随后被杀死于宋州。后汉高祖之弟、刘赟之父、河东节度使刘崇，随即于同月建北汉于太原，依附于辽朝。
后周建国后，首先罢去唐代末年以来的所谓“斗余”、“秤耗”，以及各地进奉朝廷的“羡余”物，并除去苛刑峻法，还罢除以三司军将担任各藩镇的都押牙、孔目官、内知客等官，免除各地贡奉的珍美食物及珍宝等，一改唐末以来的不少积弊，政治上逐渐走向清明。
北汉建立后，以辽军为援，进攻后周边境晋州近两月，后周援军进至晋州以南的蒙坑，辽军久征思归，闻讯后首先烧营夜遁。后周援军进入晋州后，追击北汉军至霍邑。次年，后周太祖又平定泰宁军节度使慕容彦超的叛乱，后周统治终于稳固。
权臣王峻身兼枢密使、宰相，并强求兼领重镇青州节度使，专横跋扈，傲视太祖，广顺三年（953）春终于被贬死。同年冬，郭威病，又杀掌握军权的权臣王殷。显德元年（954）正月，太祖死，养子柴荣即位，是为世宗。
北汉主刘崇认为后周太祖新死，是攻灭后周的最好时机，又请援兵于辽，辽汉联军南下进逼潞州，后周世宗率军前往抵御，两军相遇于高平南的巴公，后周先败后胜。
高平战役后，世宗果断处死临阵率军先逃的大将樊爱能、何徽等，整肃军纪，一改唐末以来对骄将惰卒的姑息政策，士气大振。后周军又乘胜北攻太原，后因阴雨连绵，疫病流行，退兵南归。世宗随即淘汰老弱，招募勇士，亲自阅试，精选士卒。从此，后周兵强马壮，战斗力大增，世宗遂决心削平割据，统一全国，采纳王朴建议先易后难、先南后北的战略。
次年秋冬，后周派王景、向训率军攻取秦、凤地区，黄花谷之战，后蜀军大败，秦、阶、成三州降周，后周又攻克凤州，华北地区终告统一。后周在秦、凤战役尚未结束的十一月初，即派李谷、王彦超率军进攻南唐，后周军渡淮进攻寿州。显德三年（956）春，世宗亲征南唐，南唐将刘彦贞北援寿州，为后周将李重进部击败。后周将赵匡胤攻占滁州，韩令坤袭取扬州、进占泰州。后周军别部又攻占光州、舒州，南唐蕲州降后周，后周军又大败南唐援军2万于**。然而，唐将刘仁赡坚守寿州达半年之久，后周军久攻不下，世宗只得暂回开封，同时从扬州、滁州撤军，集中兵力进攻寿州，直至次年三月，在再次大败南唐援军于寿州城南的紫金山后，寿州守将乘主将刘仁赡病重之际，向后周投降。显德五年（958）春，后周军再度攻占扬、滁等州，主力直抵长江北岸。同年三月，终于迫使南唐称臣，划江为界，江北14州、60县遂归后周。
世宗数次亲征南唐，辽军乘机侵扰，世宗即命张永德率军备边，并准备攻辽以取燕京地区。同年十月，以高防为西南面水陆制置使，作伐蜀的准备，制造攻蜀的假象。次年春，世宗以巡幸沧州为名，掩护攻辽的真实意图。四月中旬到达沧州，当日即率军向辽境进发，至五月初一，半月之内辽的宁州、莫州、瀛州、益津关、瓦桥关守将官吏，纷纷投降，后周未经战斗，占领关南地区（宋代对上述地区的习称）。
辽穆宗得知后周世宗亲自率军攻辽，一面任命南京留守萧思温为兵马都总管，进行还击；并令北汉军侵扰后周边境，以分后周兵力；穆宗随即亲往南京督战，一场后周与辽的大战即将爆发。
后周军于五月初二日又进据固安，当天，世宗生病。第三天，后周又攻占易州。形势十分有利，但世宗病情不见好转，数日后世宗对新占领地区进行防御部署后返回开封。当辽穆宗赶到南京时，已是五月中旬，见后周牢固地占领了关南地区，且已作好防御准备，也就放弃了攻取关南地区的企图。
周世宗回到开封后，病情仍不见好转，