蔡伦的造纸术极大地促进了东汉造纸业的发展，造纸技术也不断提高。东汉末年，东莱（今山东黄县）人左伯造出了质量很高的纸，成为历史上又一著名的造纸能手。他造的纸比“蔡侯纸”更加光洁细腻，成为当时名贵的书写材料。1974年，甘肃武威县的一座东汉墓中出土了有文字墨迹的纸张。1942年，在内蒙古还出土了一张东汉信纸。1901年，在敦煌发现了两片东汉纸，上面写有诗句和书信。
在“蔡侯纸”的推动下，东汉人孔丹还发明了著名的“宣纸”，它因盛产于安徽宣城而得名。“蔡侯纸”虽然已经很好，但仍有易变黑变黄，且易剥落的缺点。孔丹就尝试制造一种经久不变的纸。他在宣城一棵檩树的树干上发现了一层雪白的东西，像一张薄薄的膜，柔软且纤韧。孔丹后经反复实践，终于发明了用檩树皮和蓼草作原料的纸，即宣纸。宣纸又叫“四尺丹”，是为纪念孔丹而得名。它是国画艺术的重要载体，使我国的国画艺术兴盛2000年而不衰。宣纸的制造因原料变迁而不断进步，唐代永徽年间，宣州和尚以沉香、楮树造纸；明清两代，随着印刷和作画业的发展，在造纸原料方面，不再局限于檀皮纸。制造技术方面也有较大的提高，例如：施以胶肌、染色、上蜡、砑光、洒金、描金、刻花、印花等工艺，都已具备了较高的水平。19世纪末，宣纸还曾获得巴拿马博览会金质奖章。
造纸术的改进
东汉以后，我国的造纸技术在生产实践中不断得到改进，纸的品种也越来越多，质量也越来越高，原料来源也越来越广泛。这使我国在此后的1000多年时间里，一直是世界上造纸技术最高的国家，也是世界上最主要的产纸国。
在3世纪～4世纪时，纸已基本取代了帛、简，成为中国惟一的书写材料，有力地促进了科学文化的传播和发展。魏晋南北朝时期，造纸原料除了麻类等东西外，又扩展到用桑皮、藤皮造纸。从设备情况看，出现了可以活动的帘床纸模，把一个活动的帘床放到柜架内，可以反复地捞出成千上万张湿纸，大大提高了工效。在加工制造技术上，加强了碱液煮和舂捣，从而进一步清除了原料中的木素、果胶、油质等杂料，使非纤维性的东西更为减少，因而使纸的质量大为提高。同时还出现了不少新品种的纸，比如色纸、涂布纸、填料纸等加工纸。敦煌石窟和新疆沙碛出土的属于这一时期的纸张，纸质纤维交结匀细，外观洁白，表面平滑，可谓“妍妙辉光”。《拾遗记》还记载了晋武帝曾用“侧理纸”赏赐臣下。这种纸是南方人用水笞做成的，呈显青绿色，非常名贵。现在，我国博物馆中仍存有这种纸的实物。“发笺”纸也在这个时期出现，这种纸又称“苔纸”，是在纸浆中加入少量水苔制成，表面呈现出不规则的彩色纹理。南北朝时期的科学家贾思勰在他的《齐民要术》一书中，用两篇文章专门记述当时的造纸技术，详细说明了处理楮皮原料和染黄纸的方法。
隋唐五代时期，中国除了继续生产麻纸、楮皮纸、桑皮纸、藤纸外，还出现了檩皮纸、瑞香皮纸、稻麦秆纸和新式的竹纸。其中，竹纸的使用更为广泛，在唐宋之际得到较大的发展。因为南方盛产竹子，所以，利用竹子造纸，确实对造纸业起到了很大的推动作用，无疑也是一个很有意义的进步。
唐代还出现了“金花纸”，又称作“冷金纸”。它是将金银箔或金银粉附着在有色纸上，互相衬托，显得非常华丽夺目。据史书记载，大诗人李白题写的牡丹诗就是用的金花笺。唐代不仅有多种多样的纸，而且纸的生产地也已遍布全国。据《唐六典》记载，当时益州（今成都）产有大小黄白麻纸，杭州、越州（今绍兴）等地产案纸；而包装茶叶、糊窗户和送葬用的纸钱等，也都有专门生产。尤其是色纸的大量生产，是造纸术的一个重大进步。欧洲在17世纪以后才出现了用矿物染料的色纸，这比我国晚了1000多年。
隋唐之间，雕版印刷术的发明激励了印书业的兴起和发展，进而促进了造纸业的发展，纸的产量和质量都有较大提高，价格不断下降，各种纸制品不断深入民间日常生活之中。较名贵的纸有唐代的“硬黄”和五代的“澄心堂纸”，以及水纹纸和艺术加工纸。据载，北宋时的宋祁在严冬大雪天里，围着火炉，点着蜡烛，周围由仆女服侍，用“澄心堂纸”著《唐书》列传，在士大夫中传为美谈。唐代的绘画艺术作品已有不少被印刷在纸张上，反映了当时造纸技术的提高。
进入宋代以后，随着雕版印刷术的发展和活字印刷术的发明，印刷用纸数量越来越大，也促进了造纸技术的迅速提高。油纸在此时得到进一步发展。唐朝时曾用桐油等油料来涂纸，做成油纸，用来裱糊窗户或做雨伞。宋代时则出现了蜡涂的纸，这种油纸表面光滑，透明度高，抗水性强，并有防蛀作用。在这个基础上，人们又进一步用白色矿粉涂在纸上，再涂蜡，就涂成了所谓“粉蜡纸”。欧洲在19世纪中期才出现了类似的蜡质涂布纸，比我国还是晚了1000多年。自宋代开始出现纸币，到明清时期纸币所用纸在质量上已相当高了。水纹纸的质量在宋代有很大的提高。这种纸在阳光下一照，可以看到里面有透明的花纹，我国的人民币就是用水纹纸制造的，故宫博物院中现在还存有宋代水纹纸的实物。欧洲直到13世纪才在意大利制造出水纹纸，比我国晚了差不多一个世纪。宋代防蛀纸的发展也为书画的长期保存提供了优越的条件。起初，人们用黄檗汁染色的黄纸，因汁中含有小柏碱，可起到杀虫作用。后来，为保持纸的洁白，改用椒汁浸纸防蛀。流传至今的一些宋版书就是用这种纸印刷的，明清以后就多改用药物防蛀了。
明清时期，造纸术仍未停止进步。例如壁纸，在南北朝已经出现。随着印刷技术的提高，明代已能在大张壁纸上印出五彩缤纷的图案，使壁纸的用场更加广阔，它与同样美观的纸花、剪纸等还被传到国外。同时，各种彩色的蜡笺、冷金、泥金、罗纹、泥金银加绘、砑花纸等，造价很高，质量在一般用纸之上。
由于宋元明清时期楮纸、桑皮纸等皮纸和竹纸特别盛行，消耗量也特别大，因此也促进了造纸工艺和设备上的发展和变化。造纸用的竹帘纸模多用细密竹条，能够使纸的打浆度相当高，并造出很细密匀称的纸来。唐代曾用淀粉糊剂做施胶剂，兼有填料和降低纤维下沉槽底的作用。宋代以后，则多用植物黏液作“纸药”，使纸浆均匀，杨桃藤、黄蜀葵等浸出液常被用作“纸药”，这种技术自唐代产生，到宋代以后兴盛起来，就不再采用淀粉糊剂。
同时，也涌现出不少有关造纸的著作。如宋代苏易简的《纸谱》、元代费著的《蜀笺谱》、明代王宗沐的《楮书》，尤其是明代宋应星的《天工开物》，对中国古代造纸技术均有大量记载。该书还对竹纸和皮纸进行了总结性的叙述，书中附有造纸操作图，是当时世界上关于造纸的最详细的记载。
中国造纸术的外传
在中国的造纸术外传以前，世界其他国家的民族也都根据本国的不同资源，使用各种不同的材料来书写文字。如印度主要用白桦树皮和一种叫多罗树（一种大叶棕榈树，旧译为“贝多树”）的树叶，来书写佛经，这种被称为“贝叶经”的佛经在隋唐时曾大量流入我国。但这种书写材料和古埃及的纸莎草纸一样不便使用，且难以保存。正是蔡伦发明的纸，给世界文化带来了福音。
但长期以来，西方人并不知道纸是中国人发明的。他们将蔡伦用破布、麻绳等废料制成的纸叫褴褛纸。直到上个世纪末，他们还认为纸是由阿拉伯人传入欧洲的，而阿拉伯人的纸是棉造纸，褴褛纸则是由欧洲的德国人或意大利人发明的。1906年，英国人斯坦因在西北古长城一处发现几封用粟特文写成的信纸，他依据其他同时发现的文物，断定这是公元2世纪的文物。经化验，他认定这纸完全用破布褴褛制成，在显微镜下看，则是中国麻纤维，有些纸片用肉眼还能分辨出破布织的痕迹。此后，西方人才逐渐公认中国人最早发明了褴褛纸。
从历史上看，造纸术的外传有一个漫长曲折的过程。
西汉时的张骞通西域，使中国和西域的文化、经过交往出现了一个高潮，此时，已有一些最初的麻纸被传了过去。东汉时，班超出使西域，致使中西交往再次频繁起来，不少西域中亚的商人来到中国。作为蔡伦的同时代人，班超当然也对受到皇帝嘉奖的“蔡侯纸”表现出了浓厚的兴趣。来中国的西域商人开始用中国的纸来记录数据、书写商业往来函件，因为纸比起简牍来，不知方便多少倍了。斯坦因发现的那封粟特人信纸，距离蔡伦发明纸只有40年时间，这时西域的粟特人已经在广泛地使用纸了。
纸传到西域后，再往西传到阿拉伯也就不困难了。在新疆吐鲁番、高昌曾经发现过用希腊文、波斯文抄写的耶稣教圣经里的赞美诗。在我国唐朝初年（公元650年左右），阿拉伯帝国已经扩张到葱岭西坡，这时，中国的纸已经在阿拉伯落户。但是，具体的制造纸的技术和方法的西传则可能要晚一些，大约是在公元8世纪的盛唐时期。11世纪时的阿拉伯旅行家贝鲁尼在他的著作中记述了这一点，他说：“初次造纸是在中国……中国的战俘把造纸法输入撒马尔罕，从那以后，许多地方都造起纸来，以满足当时的存在着的需要。”随着阿拉伯势力的扩张，中国的造纸法就继续向西传到埃及、摩洛哥，然后又到欧洲。
中国的纸往东传播的时间要更早些。公元7世纪（初唐），朝鲜派出大批留学生来长安太学学经术，唐朝皇帝也多次送给高丽、新罗王经史等书。大约在这段时间里，造纸术传进朝鲜，然后又由朝鲜进入日本。有人曾考证，至迟在7世纪末，印度已经有了“纸”字，曾由海路赴印度的义净和尚在他的著作里也表明，大约也是在这个时候，中国的纸已经向南进入印度。毫无疑问，中国造纸术的规模向四境和西方传播，说明它对人类文化所起到的巨大作用是永载史册的。
在唐朝时，还出现了一种情况，那就是，中国国内生产的纸不能满足需要，还要从朝鲜和日本等国进口纸。元代人陶宗仪汇编的《陶氏说郛》中收了一篇无名氏的文章，叫《负喧杂录》，记载说，唐人用纸，多取自“外夷”，因此唐诗中常能发现“蛮笺”等字样。当时，每年从高丽输入蛮纸，作为书卷的衬纸。另外，日本产的松皮纸、芨皮纸和东南亚国家出产的香皮纸也都输入中国。可见那时造纸术传入朝鲜、日本之后，又在那里得到了很大发展。
直到18世纪前后，英、法、德等欧洲国家争相仿制壁纸，初期的制品还带有浓郁的中国艺术品的风格。
造纸术在西方的发展
公元751年，被阿拉伯人俘虏的中国军人中的造纸工匠，在撤马尔罕生产了纸，并运销整个阿拉伯世界。1157年，简·蒙戈菲尔——大马士革的一名俘虏，在基督教世界办起了第一个造纸作坊。到16世纪，欧洲的羊皮纸就被彻底代替了。而现存的欧洲最早的纸稿是，在西班牙布尔戈斯省发现的11世纪的祈祷书手稿。14世纪末，一些欧洲国家如英、法、德等国，开始用木材造纸。16世纪，欧洲制出了第一张双面印刷的纸。
在欧洲的造纸史上，最有意义的要属长型纸的制造。1798年9月9日，法国巴黎的印刷出版商皮埃尔·弗朗索丽·迪多的雇员尼古拉·罗贝尔向当时的内政部长德·纳夫夏托提出申请，希望免费得到一种长型纸制造工艺的专利。这种工艺不需要任何人操纵，完全用机械方法制造12～15米长的纸。1799年1月18日，罗贝尔获得了这项专利，从而成为长型纸制造机（或称长网造纸机）的发明者。1803年，他的第一台造纸机展出。这项发明的意义十分重大，它使造纸业摆脱了文艺复兴以来一直使用的利用浆池一张一张地造纸的传统工艺。到1843年，英国纸张的价格已降低了一半。造纸术的机械化就是从此开始的。
1806年10月7日，英国人韦奇伍德为他发明的复写纸申请了专利，他将一张薄纸在墨水中浸泡，夹在几张吸墨纸中间晾干，就制成了复写纸。
到1844年，德国人戈特罗普·克勒尔发明了用刨碎的木屑造纸的技术，从而改变了用破布造纸产量不高的局面，为书刊的推广创造了条件。从此，西方人用造纸机，使得以木材为原料的造纸业得到了空前速度和规模的发展，从而为西方的多次技术革命和文明进步做出了巨大贡献。
还有不少人在现代科技革命的背景中，利用各种最新的技术成就，在不断地改善着古老的造纸技术。尽管有人预言，21世纪电脑中的超大规模集成电路，甚至是所谓第六代智能电脑的“神经网络”将取代造纸术和印刷术，我们仍然坚信：造纸术对人类文明的贡献还将会延续一个相当长的历史时期。纸作为信息的一种最为古老的物质载体，必将“鞠躬尽瘁，死而后已”地造福人类。