東晉之後，南北分裂，南方有宋、齊、梁、陳，稱為南朝(四二○－五八八)；北方有北魏(又稱跖跋魏)，嗣後分為東西二魏，而禪位於北齊、北周，稱為北朝(三九六－五八一)。南北朝形成對峙局面，歷時一百六十餘年，後由隋文帝統一。這個時期的佛教由於各帝王的支持擁護，寺院僧尼急遽增多，佛教譯經更為隆盛，大小乘經論弘傳，佛教學派成立，不再依附儒道，教義則由般若而形成「真常妙有」、「真常唯心」二派，此為中國佛教發展快速的時期。
南、北二朝因民族及地理環境的差異，對佛教的信仰需求有所不同。南朝傳東晉法統，王公名士承清玄之風，所需於佛教者，較之北朝則多偏重於義學，且因南朝諸帝多喜問道，並延請僧人佐政，因此佛教在南朝有長足的發展。劉宋文帝曾先後令道猷、法瑗等，弘傳道生頓悟教義，並請慧琳參與國政，文帝之子武帝則時時問法於求那跋陀羅。而後齊文宣王蕭子良廣召賓客高僧，精研佛理，開講經義，並撰述著書。梁武帝親自講經說法，更使南朝佛教達於鼎盛，他曾率道俗二萬人捨道歸佛，又以提倡素食，親作〈斷酒肉文〉，敕寶唱撰輯《梁皇寶懺》，又建寺鑄像、講經注疏、設齋供僧，推動各種法會、佛事，甚至四次捨身同泰寺，願為佛奴，為歷代帝王中篤信佛法第一人。其子昭明太子及簡文帝、元帝亦受其影響而崇佛。此後陳代仍多效法梁武帝，奉佛不輟。
南朝的譯經事業，在中國佛教史上占有重要地位，無論是譯經卷數或其範圍，都相當可觀；又經論研究蔚為風潮，進而促成各家學派的成立。晉、宋之交，義學高僧如道生、慧觀、佛馱跋陀羅自關中還廬山而轉建業，沮渠京聲、佛陀什、良耶舍、求那跋陀羅等譯經高僧亦陸續南來，建業遂代廬山而為南朝佛教領導中心，奠定了南朝譯經的基礎。法顯所譯六卷《大般泥洹經》因道生提倡，至慧觀、謝靈運就北涼曇無讖譯四十卷《大般涅槃經》重加整理成三十六卷的南本《大般涅槃經》後，學者靡不研習，群為注疏，因而形成涅槃學派。《涅槃》在南北朝的盛行程度，堪比《般若》在魏晉兩朝。又沮渠京聲譯《彌勒上、下生經》，兜率淨土思想因此盛行一時。佛陀什譯有《五分律》，至此完成中國四部廣律的傳譯。良耶舍譯出《觀無量壽佛經》等，對於淨土教的傳播產生莫大助益。求那跋摩譯出《菩薩善戒經》，為大乘戒法傳至南方之始。僧伽跋摩譯出《善見律毗婆沙》，為今日佛教史上研究佛陀涅槃年代的重要根據，另譯《雜阿毗曇心論》，形成專研毗曇學的風潮。
求那跋陀羅最主要的譯經有《勝鬘經》、《楞伽經》，對中國如來藏思想的開展帶來深遠的影響。陳真諦譯有《攝大乘論》、《攝大乘論釋》、《大乘起信論》、《俱舍論》等，使無著、世親之學弘傳於中國，同時亦開啟攝論、俱舍二學派。又「三論」以僧朗、僧詮及法朗而中興；《成實》在梁世更為興盛。《法華》的研究，持續平穩發展。
南朝在佛教史上的成就還包括高僧史傳及佛教經錄的編纂，計有僧祐的《釋迦譜》、《出三藏記集》、寶唱的《名僧傳》、《比丘尼傳》、慧皎的《梁高僧傳》等。其中《出三藏記集》的目錄條例，開隋唐經錄的先例。
北朝諸帝，除北魏太武帝和北周武帝短暫的反佛外，餘皆護持佛教，相較於南朝，其佛教的發展與政治間的關係更形密切；又因北朝民族起自北方沙漠地帶，性多質樸粗獷，對佛教的信仰則多偏於祈福行善。
北魏初祖道武帝任用沙門法果為道人統，不僅開啟中國僧官的先河，而法果所提倡「現在皇帝即當今如來」思想，更形成北朝佛教的特色。又北魏文成帝時代的沙門統曇曜，更在朝廷支持下設立僧祇戶和佛圖戶，首創佛教的社會福利事業，並開鑿舉世聞名的雲崗石窟以為先帝薦福。爾後，龍門、麥積山石窟等相繼開鑿，此為北朝佛教與政治結合，重視佛教事業功德的表徵。
北朝佛教除極力主張漢化的北魏文帝提倡義學外，餘則多半重視實踐修行的禪、淨、律三門。在禪修方面，有佛陀傳慧光、僧稠以及菩提達摩傳慧可等二系；淨土則以曇鸞為主；律學有道覆、慧光的四分律一系。其中，以禪觀最為盛行，天台祖師慧文、慧思都是提倡禪觀的重要人物。
除此之外，因北土較接近西域，兩地僧人往來頻繁，故譯業亦盛；又因為佛學研究者眾多，由此亦促成學派的成立。例如位居北朝譯經之冠的菩提流支，譯出《入楞伽經》，乃禪觀最重要的經典依據；《往生論》則為曇鸞所倡他力、易行思想等淨土一系的基礎；《十地經論》則有勒那摩提、慧光等所形成的地論學派铖，以及曇無讖翻譯的《大般涅槃經》(北本)，形成涅槃學，傳入南朝後，弘揚更廣。
佛教在南北朝的蓬勃發展，已脫離先前依附儒、道的困境，但也因而遭到儒、道二教激烈的問難。南、北二地，佛、道、儒之間的諍論不斷，尤其北朝更在北魏太武帝及北周武帝時代發生二次的法難，佛教的發展因而停滯。
繼法難的產生，亦引起了末法思想，石刻佛經的護法運動由此應運而生。統觀本期佛教，呈上升趨勢，唯各學派的形成，則為奠定隋唐宗派成立的基礎。