三国时期的州郡划分与东汉的行政区域密不可分。在东汉时期，曾存在着十三州的说法，而在三国时期，这种行政区域并未发生根本改变，魏、蜀、吴三国都延续了东汉时期的行政制度。当时依然存在十三州，但它们都被分别控制在三国手中。
十三州，即冀州、幽州、青州、并州、兖州、豫州、司州、徐州、凉州、益州、扬州、交州、荆州。其中，地处南方的有益州、荆州、扬州和交州，其它九州皆在北方。依照魏、蜀、吴三国的地理位置，魏国主要控制了北方九州，吴国割据扬州、交州和荆州大部，蜀汉只据有益州。
天下十三州中，魏国控制的州郡最多，这是因为曹操曾经统一了北方。东汉末年，群雄割据，在这种情况下，曹操趁机起兵，他以兖州为根据，先后击败了袁绍、吕布、袁术等势力强大的军阀，经过数十年的征伐，曹操最终统一了整个北方。曹操去世后，其子曹丕代汉建魏，曹丕继承了父亲的祖业，开启了魏国的统治。
蜀汉刘备一开始并没有割据益州，官渡之战后，刘备曾经依附于荆州刺史刘表，后来曹操南伐，刘备则逃亡江夏。赤壁之战，刘备趁机崛起，他在诸葛亮的支持下，先后占领了荆州的武陵、零陵、长沙、桂阳、江夏诸郡。
公元211年，刘备率军入川，经过多年的战争，刘备终于击败了益州刺史刘璋，并彻底将益州收为己有。刘备势力最强盛的时候，曾经拥有一个半州的地盘，他不仅据有了益州，更占据了荆州的西部地区，后来，由于东吴吕蒙偷袭荆州，刘备最终失去了荆州的所有地盘。
江东孙权的根据在扬州，这也是孙氏起家的地盘。群雄割据之地，孙权的兄长孙策依靠周瑜、张昭等人的支持先后兼并了江东诸郡。后来，曹操率军南下，孙权则与刘备联合在赤壁击败了曹军。早些时候，孙权只据有扬州，后来刘备入川，孙权则派大将吕蒙突袭荆州，并彻底将荆州诸郡收为己有。公元229年孙权称帝，同年，孙权又派大将吕岱消灭了割据于交州的士徽势力，自此，扬、荆、交三州皆归东吴所有。
天下十三州中，魏国占据州郡最广，人口也最多，这也是后来西晋得以统一全国的重要原因。三国之中，蜀汉只据有益州一地，且国力最弱，人口最少。虽然诸葛亮和姜维都曾对魏国发动北伐战争，但蜀汉的国土面积依然没有发生多大的变化。公元263年，魏灭蜀，益州归于魏国。
魏国能够据有北方九州，皆是曹操的功劳。在最初势力划分的时候，曹操只据有兖州一地，后来，他消灭了豫州孔伷，便将豫州收为己有。豫州和兖州是曹操争夺天下的基础，曹操正是依靠这两地的资源才击败袁术、吕布等强大的军阀。公元200年，曹操通过官渡之战击败了袁绍，不久，他便将冀、青、幽、并四州收归自己手里。
击败袁绍后，曹操已经成为了北方最为强大的诸侯，很快，他便将目标放在了凉州马腾身上。公元213年，曹操发动了凉州的西征战役，仅仅一年，曹操就控制了整个关中。曹操统一北方的态势已定，虽然其后来也一度收降了张鲁，但汉中很快也被刘备夺取。经凉州一战，曹魏基本完成了对北方的统治，公元238年，司马懿征讨辽东，魏国彻底统一北方。