慕容垂在击败桓温的战役中立下大功，却被掌握朝中大权的慕容评所猜忌。慕容垂被逼无奈，出走前秦，被苻坚收留。
苻坚早就想消灭前燕，因怕慕容垂，一直不敢出兵。慕容垂来投后，他便以慕容垂为先锋，率步骑三万人进攻前燕，攻占洛阳。
前燕建熙十一年（370年）十一月，慕容逃出邺城，试图返回辽东的根据地龙城，中途被前秦军抓获，前燕灭亡。
前燕历三帝，共三十四年。
（六）前秦
前秦是氐族苻健所建的政权。
苻氏的祖先初居甘肃武都（治所在今甘肃西和东南），因他家中水池里生有五丈长的蒲草，人称“蒲家”，便以蒲为姓了。
曹魏时，由武都迁于略阳郡临渭县（今甘肃省秦安县东南），世为部落小帅。
晋怀帝永嘉四年（310年），蒲洪被宗人推为盟主，自称护氐校尉、秦州刺史、略阳公。
刘曜在长安称帝后，封蒲洪为宁西将军、率义侯，曾徙居于高陆（今陕西省高陵县西南），进位氐王。前赵灭亡后，蒲洪退居陇山。
东晋成帝咸和八年（333年），蒲洪归降后赵石虎，劝石虎徙雍州豪杰及氐、羌十多万户于关东，充实京师，被石虎采纳，拜为龙骧将军、流民都督，率户两万定居枋头（今河南省浚县西南）。
东晋穆帝永和六年（350年）春，蒲洪遣使臣至江左称臣，东晋以蒲洪为征北将军、都督河北诸军事、冀州刺史、广川郡公。时逢冉魏国主冉闵大杀胡羯，关陇流民相率西归，路经枋头时大多归附了蒲洪，蒲洪拥众至十余万人，于是便自称大将军、大单于、三秦王，从此改姓苻氏。
不久，蒲洪被石虎旧将麻秋毒死，其子苻健继统其众，在从枋头向关中进军的过程中，利用民心思晋，打起了晋征西大将军、都督关中诸军事、雍州（东汉末始置，曹魏时辖今陕西中部、甘肃东南部及宁夏、青海各一部，唐时仅有关中的一部）刺史的旗号。直至称帝后，才正式和东晋断绝关系。
苻健进入长安，据有关陇，于晋穆帝永和七年（351年）春即天王、大单于位，国号大秦，改元皇始。
第二年，苻健自称皇帝。
苻健于丰阳县（今陕西省山阳县东南）设立荆州，吸引南货，通关市，来远商，因而国用充足，刺激了经济的发展；又于长安平朔门内设立宾馆，招徕四方豪杰为大秦服务；又与百姓约法三章，薄赋敛，卑宫室，留心政事，优礼耆老，崇尚儒学。
通过苻健的努力，关西家给人足，较西晋末年大有起色。
前秦皇始五年（355年），苻健去世，其子苻生即位。前秦永兴元年（357年），苻健弟弟苻雄的儿子苻坚杀了苻生，自立为大秦天王，改元永兴。
苻坚即位后，重用谋士王猛，课农桑，立学校，力行改革。几年后，秦国大治，在十六国纷扰时代呈现出一派小康气象。
十多年后，前秦国力越来越强，先后灭掉了前燕、代国和前凉三国，统一了黄河流域。
这时，苻坚自恃国力强盛，不断对东晋发动进攻，战事主要在东线徐州一带和西线襄阳一带进行。
前秦建元十五年（379年），前秦军队攻占东晋战略重镇襄阳后，苻坚野心膨胀，决定攻灭东晋。
前秦建元十九年（383年），在淝水之战中，前秦大败，苻坚逃回长安。
这时，北方各族首领见苻坚大败，纷纷乘机反秦自立。前燕王族慕容泓起兵反秦后，苻坚派遣儿子苻睿前去征讨，任命羌族首领姚苌为苻睿的行军司马。结果，苻睿兵败，被慕容泓所杀。姚苌见苻坚之子被杀，心中十分恐惧，急忙派遣龙骧长史赵都向苻坚谢罪，苻坚盛怒之下竟然斩了赵都。姚苌闻讯后更加恐惧 ，不敢再见苻坚，便率本部羌兵奔往渭北，联合五万余家羌人起兵反秦。这时，慕容泓之弟慕容冲也起兵反秦，向长安进军。苻坚无力抵抗，不得不放弃长安，逃入五将山，姚苌派遣骁骑将军吴忠将苻坚生擒。
姚苌向苻坚索要传国玺，遭到严拒。姚苌又劝苻坚禅位，被苻坚痛骂一顿。前秦建元二十一年（385年），姚苌将苻坚缢死于新平（陕西彬县）佛寺。前秦历七帝，共四十五年。
（七）后燕
后燕是鲜卑慕容垂建立的政权，建都中山（今河北定县），盛时有今河北、山东及辽宁、山西、河南大部，是十六国后期中原地区最强盛的王国。
慕容垂又名慕容霸，是燕太祖慕容皝的第五个儿子。慕容垂自幼聪明，深受慕容皝的宠爱，在兄弟之间和德才兼备的慕容恪关系非常好。
不过，后来即位的燕王——老二慕容儁非常讨厌他。见父亲喜欢老五超过自己，慕容儁心中总是愤愤不平。
慕容儁死后，由于太子慕容还小，国家大权掌握在慕容恪手上，慕容垂备受重用。慕容恪死后，慕容亲政，慕容垂开始倒霉了。
太傅慕容评对幕容垂屡建大功十分嫉妒，在幕容面前极力谗毁慕容垂，要杀掉慕容垂。慕容恪的儿子和慕容垂的舅舅听到消息后，立即告诉慕容垂，劝慕容垂先下手为强。慕容垂为难地说：“骨肉之间互相残杀会给国家带来灾难。我拼老命打败晋军，本想保住国家，没想到却没了我的容身之地，我只有到外面躲一躲了。”慕容垂出京后，又遭追杀，进退两难，只好投奔苻坚。苻坚早就听说慕容垂的大名，听说他来了，如获至宝，亲自到郊外迎接。
前秦建元六年（370年），前燕被前秦消灭，慕容和前燕的文武大臣被苻坚生擒，慕容垂心中不禁产生了伤感之情，当着众人的面留下了泪水。
在淝水之战中，慕容垂指挥三万人进攻荆州，将十万晋军打得惨败。
淝水之战后，慕容垂被苻坚派往邺城，支援镇邺的苻坚庶长子苻丕。这时，丁零族翟斌在河北起兵，苻丕便派慕容垂前去镇压。慕容垂乘机脱离前秦的控制，于前秦建元二十年（384年）自称大将军、大都督、燕王，进兵围邺。
这时，在淝水之战中获胜的东晋北伐军已进入河南和山东，被围的苻丕忙向晋军求救。晋龙骧将军刘牢之率军出援，被慕容垂打败，苻丕只得从邺城撤往山西晋阳（山西太原）。
慕容垂占领整个河北地区后，于386年自称皇帝，定都中山 （今河北定县），史称后燕。原来，慕容垂率军进驻邺城后，发现当初的都城已经残破不堪，无奈之下才迁都中山。
七年后，慕容垂率军消灭西燕，统一了中原地区。
当时的后燕是北方地区实力最强的王朝，就连当时的北魏也特别害怕慕容垂。为此，北魏王拓跋珪派他的弟弟前往中山向慕容垂请安。不料，慕容垂的儿子慕容宝却把人给扣了下来，使本是后燕藩属的北魏与后燕关系迅速恶化了。
慕容宝决定亲征北魏，结果九万燕军反被北魏打得大败，六万人被活埋。
遭此惨败，慕容垂急得几乎吐血。这时，他已经快70岁了，但为了儿子，他还是决定率军亲征。北魏得知慕容垂亲征，便连忙撤军。慕容垂率军收复失地后，不久就病死在途中了。
接着，慕容宝和兄弟发生内乱，让北魏占了便宜。在不到三年的时间内，后燕的大部分疆土被北魏吞并，后燕灭亡了。
后燕历七主，共二十六年。
（八）西燕
前秦建元六年（370年），前燕灭亡后，王族子弟慕容冲及其兄慕容泓被苻坚迁往关中。慕容冲时年12岁，长得唇红齿白，美如少女，成了苻坚的娈童；其姊清河公主14岁，也被苻坚所宠幸。不久，长安城里唱起了一首歌谣：“一雌复一雄，双飞入紫宫。”
后经王猛力谏，慕容冲才被送出宫，长大后被苻坚任命为平阳太守。
前秦建元十九年（383年），前秦于淝水之战大败。苻坚虽然逃回长安，但对境内各族的控制力大大减弱了。建元二十年（384年），慕容冲的叔叔慕容垂在河北起兵反秦，时任北地长史的慕容泓闻讯后立即前往关东召集鲜卑部众，自称都督陕西诸军事、大将军、雍州牧、济北王，史称西燕。
慕容泓本想率军东归前燕故地，投奔慕容垂，但在屡次击败前秦大军后，转而西进长安，并改元燕兴。
这时，担任平阳太守的慕容冲也在河东起兵，与慕容泓一同进军长安。
不久，谋臣高盖等人认为慕容泓德望不如慕容冲，而且用法严苛，便杀了慕容泓，改立慕容冲。更始元年（385年），慕容冲即皇帝位于阿房宫，改元更始。
西燕大军围攻长安，长安城中衣食困难至极。这年正月，苻坚宴请群臣时，许多参加宴会的大臣竟把肉含得满口，回到家里吐出来给家属吃。民间发生了人吃人的惨剧，死人无数。
西燕、前秦激战多次，互有胜败。苻坚曾在长安城西大破西燕军，追到阿房宫城，因怕中计，不敢杀进城去，收兵而归。
慕容冲率军继续进攻长安，苻坚亲自督战，身上中了好几箭，血流满身。
五月，苻坚的骁将杨定在城西阵亡，苻坚十分恐惧，便留太子苻宏守城，自己带几百名骑兵与张夫人出奔五将山（在今歧山县东北）。六月，苻宏守不住长安，弃城出逃。他在走投无路的情况下，最后从武都南走，投降了东晋。
西燕大军进入长安后，慕容冲放纵士兵烧杀掳掠，长安城中又死了一大批人。
更始二年（386年）正月，慕容垂即皇帝位。鲜卑人都想东归，慕容冲怕慕容垂，不敢东归；又贪图长安豪华宝贵的生活，只想久居长安。对此，部下都有怨气。
二月，慕容冲被部将攻杀，段随被立为燕王。
三月，慕容恒、慕容永又攻杀段随，改立慕容觊为燕王，率鲜卑人四十多万东归。
在东归途中，慕容觊又被慕容恒之弟慕容韬所杀。慕容恒改立慕容冲之子慕容瑶为帝。对此，众人不服，都拥护慕容永。于是，慕容永杀掉慕容瑶，立慕容泓的儿子慕容忠为帝。当他们走到山西闻喜时，才知道慕容垂已经称帝，便不敢再往东走了。
六月，将军刁云等杀死慕容忠，拥慕容永做河东王，向后燕称藩。他们以为这样就可以得到慕容垂的谅解了。
秋凉以后，他们继续上路，可前面却有苻坚的庶长子苻丕挡住了去路。慕容永向苻丕借道，遭到拒绝，只得发兵冲击，于是发生了襄汾（今山西襄汾东北）之战。鲜卑思归，奋勇冲杀，大破前秦兵，进据长子（今属山西）。
慕容永打了胜仗，以为可以立国，不必向慕容垂称臣了，便在长子称帝，建元“中兴”。
慕容垂和慕容永本是堂兄弟，但在慕容垂看来，天无二日，必须灭掉西燕。当时，众将都认为后燕连年用兵，官兵已疲惫不堪，不宜出兵。只有慕容垂的小弟慕容德支持出兵，他说：“慕容永是燕国的枝叶，怎能容忍他擅自称帝！从后燕的长远利益着想，应当消灭西燕，统一人心。”慕容垂听完慕容德的话，站起来对大家说：“我的主意已定，决不动摇。我虽已年近七十，但凭我的智谋和勇猛善战的将士，足以夺取长子，生擒慕容永。”
后燕建兴九年（394年），慕容垂出兵攻打西燕。慕容永闻讯后，急忙分兵多路抵抗。
同年，慕容垂攻克长子，将慕容永及西燕的王公大臣全部杀掉，西燕灭亡了。
后燕历七帝，历十一年。
（九）后秦
姚苌，南安赤亭 （ 今甘肃陇西县西 ）人，先祖世代为羌族酋长。姚苌是姚弋仲之子，姚弋仲共有四十二子，姚苌是其中第二十四子。
姚苌自幼聪明，多权略，落落大方，不拘小节。姚苌随其兄姚襄（姚弋仲第五子）征战，多次参与决策。
前秦苻坚永兴元年（357年），姚襄与前秦大军战于三原，兵败被杀。姚苌率众投降，为苻坚担任部将，累建战功，升为龙骧将军。
苻坚在淝水大败逃回长安后，各族首领纷纷乘机反秦自立。苻坚派兵镇压，两年后被姚苌缢死于新平佛寺。
苻坚死后，姚苌乘慕容冲率军东下之机进入长安。晋孝武帝太元十一年（386年）四月 ，姚苌即皇帝位，定都长安，置百官，大赦境内，国号大秦，改元建初，史称后秦。
姚苌智勇双全，体恤士卒。生活俭朴，每餐只食一菜，皇后随军不穿绸缎。将帅死于战事者加秩二等，士卒战死后都有褒赠。他在位八年，施仁政，置学馆。整顿吏治，考评优劣， 奖功罚罪。姚苌对于安定社会，恢复和发展关陇地区的经济、文化起了积极的作用，在战乱的十六国时期，后秦境内成了当时的一片乐土。
太元十八年（393年）十二月，姚苌病逝，太子姚兴即位。
姚兴勤政爱民，尊重读书人，将一些大儒提到朝廷要职上，让他们到太学授课，还常于退朝后请他们到皇宫一起探讨治国的学问。为让官吏公平执法，他特地在京城办了一所法律学校，让地方官入学，毕业合格后才能上任处理案件。
为了解放劳动力，发展生产，姚兴解放了奴隶，让他们回乡务农。
东晋安帝义熙元年（405年），东晋大将刘毅派人出使后秦，建立外交关系，并请将南乡诸郡割让给东晋。姚兴十分慷慨，立即将南乡、新野等二十个郡让给东晋。这时，大臣群起反对，姚兴说：“刘毅出身低微，却能匡扶晋室，我们何必吝惜几郡之地而不成全其美呢？”大臣们听了此言，再也无话可说。
东晋义熙十二年，后秦永和元年（416年），姚兴病逝，太子姚泓即位。
姚泓是位有名的仁君，主张法律要宽，用刑要轻。他心慈手软，对于阴谋夺位的弟弟，他不肯用刑；对于野心勃勃的反叛者，他只惩首恶，其余一概不问。
姚泓尊师重教，老师来探望他时，他慌忙下拜，从而推动了后秦的尊师风气。在他的影响下，后秦公侯见了师傅都要下拜。
但是，姚泓即位后，日子并不好过，东晋的北侵令他整日坐立不安。
东晋太尉刘裕为了立功称帝，积极准备灭亡后秦的战争。
刘裕率大军从建康（今南京）出发，兵分五路，水陆并进。
晋将王镇恶部乘舰逆渭水而进，将士兵藏于舰内。后秦兵见舰不见人，正在惊异之际，王镇恶令军士手执兵器弃舰登岸，背水死战，大败秦军。姚泓引兵往救，恰遇秦军败退，自相践踏，姚泓单骑逃回王宫，被迫请降，后秦灭亡。姚泓到建康后，即被杀害。
后秦历三帝，共三十四年。
（十）西秦
鲜卑乞伏氏在汉魏时从漠北翻越大阴山，迁往陇西定居。前秦苻坚在位时，乞伏司繁被任命为镇西将军，镇守勇士川（今甘肃榆中）。乞伏司繁死后，乞伏国仁代镇。
前秦建元十九年（383年）淝水之战前，苻坚命乞伏国仁为前将军随军出征。临行前，乞伏国仁的叔父乞伏步颓于陇西起兵独立，苻坚派乞伏国仁回师讨伐。乞伏国仁反而与叔父联兵，脱离了前秦。
淝水之战后，苻坚败亡。乞伏国仁聚众十余万，于385年自称大将军、大单于，并领秦河二州牧，筑勇士城为都城，史称西秦。
西秦建立后，延纳汉族士大夫，重用汉官，学习汉人长期以来积累的统治经验。国家机器中管理机构的设置主要模仿汉族政权，中央设有相、尚书、御史、侍中、长史、司马、仆射等，地方上设有刺史、太守、牧等。
西秦政府设置了传授儒家经典的博士，对鲜卑族贵族子弟进行汉文化教育。
在学习汉文化的同时，西秦还大力提倡佛教，以玄高、昙弘、玄绍三位高僧为国师，有弟子三百余人。西秦时期，活动在甘肃一带的民族如鲜卑人、羌人、汉人、匈奴人、氐人都信仰佛教。西秦统治者用宗教作为精神支柱联络各民族的感情，为其统治服务。著名的炳灵寺就是西秦所建，成为当时规模很大的佛教中心。
在西秦的各族人虽臣服于西秦，但并非完全心甘情愿，一旦军事控制稍懈，有机可乘，就会造反。西秦政权在武力控制的同时还通过佛教宣扬西秦政权存在的合理性，宣扬君权由神佛所授。佛教能帮助统治，对西秦政权的巩固起到了积极的作用。