Après la chute de la dynastie des Tang, la Chine entra dans la période des Cinq Dynasties marquée par des guerres incessantes entre les dix royaumes d'alors. En 960, Zhao Kuangyin, général des Zhou postérieurs, fonda la dynastie des Song (960 — 1279). Celle-ci se divise en dynastie des Song du Nord et dynastie des Song du Sud. Lors du transfert du pouvoir central dans le sud de la Chine sous la dynastie des Song du Sud, le gouvernement introduisit dans cette région l'économie et la culture évoluées du Nord, ce qui contribua considérablement au développement économique du Sud. Sous la dynastie des Song, l'astronomie, les sciences, les techniques ainsi que l'imprimerie occupèrent toutes le premier rang dans le monde ; ainsi, par exemple, l'imprimerie qui utilisait les caractères mobiles inventés par Bi Sheng fut considérée comme une révolution dans l'histoire de l'imprimerie mondiale.

En 1206, Gengis Khan fonda l'empire mongol. En 1271, Kubilay, petit-fils de Gengis Khan, s'empara du pouvoir central et fonda la dynastie des Yuan (1271 – 1368), avec Dadu (Beijing d'aujourd'hui) pour capitale. Kubilay mit un terme à la division de l'Etat en plusieurs pays qui durait depuis plusieurs centaines d'années et réalisa la réunification de la Chine dont le territoire englobait le Xinjiang, le Tibet et le Yunnan. Les quatre grandes inventions de la Chine antique – la fabrication du papier, l'imprimerie, la boussole et la poudre noire – furent successivement introduites dans le reste du monde sous les dynasties des Song et des Yuan, apportant une grande contribution à la civilisation universelle.

En 1368, Zhu Yuanzhang, empereur Taizu des Ming, fonda à Nanjing la dynastie des Ming (1368 – 1644). Après son accès au trône en 1402, Zhu Di, fils de Zhu Yuanzhang, commença à faire construire la ville de Beijing et le palais impérial avant de transférer officiellement en 1421 sa capitale à Beijing. Entre 1405 et 1433, il envoya à sept reprises à la tête d'une grande flotte un eunuque du nom de Zheng He voyager à travers les océans, jusqu'en Somalie et au Kenya situés sur la côte est de l'Afrique, en passant par les pays de l'Asie du Sud-Est, l'océan Indien, le Golfe Persique et les îles Maldives. Ce sont les expéditions maritimes les plus longues et les plus spectaculaires du monde avant l'époque de Christophe Colomb.

En 1644, les Mandchous dans le nord-est de la Chine fondèrent la dynastie des Qing (1644 – 1911) et installèrent leur capitale à Beijing. Kangxi (sur le trône de 1661 à 1722) est l'empereur le plus renommé des Qing. C'est sous son règne que fut reprise l'île de Taiwan et placée de nouveau sous le contrôle de l'autorité centrale, et que fut repoussée l'invasion de la Russie. En outre, cet empereur renforça l'autorité sur le Tibet, en établissant une série de directives garantissant les droits de l'autorité centrale dans la désignation du chef des Tibétains. Sous son règne, le territoire de la Chine couvrit une superficie de plus de 11 millions de km2.