当十国陆续衰弱或自保时，北方的后晋也因为契丹国的威胁而屡屡不安。当时后晋新立，财政匮乏，契丹贪求无厌，藩镇多不愿服从。为解决财政危机，后晋高祖采纳桑维翰的建议，采取安抚藩镇、恭谨契丹的方式，并且重视农业、商业以提升经济。虽然契丹国得以安抚，但原燕云十六州官员如吴峦、郭崇威耻臣于契丹，不愿投降。各地藩镇几乎不服晋廷，有些甚至有意拉拢契丹国以夺位，此事有赖杜重威、李守贞等人平定。937年天雄军（即魏博军）范延光反于魏州，前去平乱的张从宾也向他投降，并且杀后晋高祖之子石重信和石重乂。最后在范张联军逼近开封时，由赖侯益与杜重威率军击溃而平定。杨光远自恃重兵而干预朝政，后晋高祖常屈从之，后来勾结契丹国叛变而被李守贞打败而死。
942年成德军安重荣指斥后晋高祖父事契丹，要求出兵讨伐契丹国。但实际上却是暗通契丹，联手忠义军安从进叛变，意图夺位。后晋高祖派杜重威率军击斩安重荣，史称宗城之战，并将其投送与契丹国。同年位于代北的吐谷浑部，因为不愿意投降契丹国，首领白承福率部投奔河东节度使刘知远，契丹国派使问罪。后晋高祖最后在这些忧愤之中去世，其大臣冯道、景延广以国家多难，宜立长君，就以侄子石重贵继位于邺都（今河北大名），即后晋出帝。
由于后晋的将领与百姓对屈尊异族而感到强烈不满，后晋出帝听从景延广建议，放弃对契丹国称臣而改称孙以洗刷屈辱。景延广对契丹人的敌意十分强烈，他杀害契丹商人，逮捕契丹使者出气，屡次对契丹挑衅。此举引来契丹可汗耶律德光的愤怒，他于944年率军南征。当时河北大旱，蝗虫侵袭，契丹军攻掠贝州（今河北清河）等地而还。隔年后晋出帝派杜重威率军北伐，耶律德光闻之率大军南下，最后杜重威成功的在白沟（河北定兴、新城间）击溃契丹军。然而，后晋出帝于白沟之战后日益骄奢，又以冯玉执政，贿络公行，朝政败坏。
946年后晋出帝再以杜重威率军北伐，与耶律德光在滹沱河会战。此时杜重威有意夺位，反而向耶律德光投降。耶律德光趁机率联军直逼开封，后晋大将李守贞、张彦泽陆续投降，最后后晋出帝开城投降，后晋亡，史称辽灭晋之战。隔年耶律德光将国号改为“大辽”，即辽太宗，正式建立辽朝。此时尚有晋臣河东军刘知远、府州折从阮、雄武军何重建与泾原军史匡威拒绝投降辽国。辽太宗本来对经营中国地区很有信心，然而“打草谷”与掠人为奴的掠夺政策使中原百姓群聚反抗。其中河东军刘知远听从张彦威的建议，以中原无主为由于太原称帝，建国后汉，即后汉高祖。辽太宗压制不了此局面，以天气炎热为由率军北返。他命萧翰留守开封，杜重威留守邺都。最后于杀胡林（今河北栾城）去世，其兄子耶律兀欲继位，即辽世宗。
后汉高祖在辽军北返后开始收复中原。萧翰得知消息后，劫持后唐宗室李从益称帝于开封，而后北返。后汉高祖闻之派使杀李从益以定都开封，并派高行周与慕容彦超在魏州之战战役降服杜重威，诸镇相继归附。948年后汉高祖去世，其子刘承祐继位，是为后汉隐帝，并以杨邠、郭威、史弘肇与王章为辅国大臣。当时永兴军（长安）赵思绾、凤翔军王景崇与河中军李守贞先后发动叛乱，关中危急，有赖郭从义、郭威分别平定永兴军与河中军。
后汉隐帝年长后猜忌辅国大臣，与郭允明协议后于950年以辽军寇河北为由派郭威镇守邺都，随后大杀杨、史与王等大臣，又杀郭威一家，并召泰宁军慕容彦超等急速入京。郭威听从魏仁浦建议起兵南下，并派养子柴荣镇守邺都。隔年击溃慕容彦超，攻入开封，后汉隐帝最后为郭允明等所杀。郭威本有意立刘崇子徐州军刘赟为帝，先以李太后临朝。当时恰巧辽军入侵，郭威出师御敌，但大军至澶州（今河南濮阳）时，军士拥护郭威称帝，大军返回开封。951年郭威称帝，建国后周，即后周太祖，后汉亡。
后周崛起与北宋统一有五代第一明君之称的后周世宗柴荣
后周太祖登基后减除若干苛政，励行节俭，使南流的人口再度有流回中原的倾向。然而刘赟被杀，使后汉旧将不服周廷。河东军刘崇（后汉高祖刘知远之弟）得知郭威称帝后，自立为帝，建国北汉。他依辽人为援，自称侄皇帝，并且伺机伐周。旧汉将徐州巩廷美与泰宁军慕容彦超意图叛变，有赖后周太祖陆续平定。
954年后周太祖去世，由养子柴荣继位，即后周世宗。后周世宗是五代十国中的第一明君，于继位之初遭遇北汉帝刘崇与辽将杨衮联合南下。当时周廷惊恐，大多主张稳重行事，然而后周世宗亲自击溃汉辽联军，并斩临阵后退的无能将领，史称高平之战。此后改革军事制度，精简中央禁军，补充强健之士，形成“殿前诸班”的禁军。内政方面，他招抚流亡，减少赋税，稳定国内经济。整顿吏治，延聘文人，打压武人政治，使后周政治清明。955年又废天下佛寺，获取大量铜器以整顿经济。军事与经济的提升都为日后基本统一汉地而建立重要的基础。
五代十国之后周版图
后周世宗在稳定国内后即意图统一天下，他以十年开拓天下，十年养百姓，十年致太平为目标。955年率军击溃后蜀，占秦州汉中一带。956年率兵击溃南唐，获得江北之地，迫南唐称臣。959年后周世宗率军北伐辽朝以收复燕云十六州，周军陆续攻陷瀛洲、莫州等地。当他准备收复幽州时，却突然生病，被迫班师。不久去世，其幼子柴宗训即位，即后周恭帝。960年，殿前司都点检赵匡胤以镇定二州遭北汉、辽朝入侵为由率军北御，而后在开封的陈桥驿发生陈桥兵变，受禁军拥护为帝。赵匡胤回师开封，废黜后周恭帝，后周灭亡，五代结束。他建立宋朝，即宋太祖。
宋太祖继位之时，十国仍有后蜀、北汉、南唐、吴越、南汉、荆南与湖南武平军周行逢、闽南清源军刘从效等，除后蜀、北汉、南汉称帝外，大多奉宋朝为宗主或臣服之。宋太祖面对辽朝的威胁，采赵普“先易后难，先南后北”的策略统一中国地区。962年周行逢、荆南主高保勗去世，两国新主周保权、高继冲年幼无能。宋太祖趁机于隔年以平湖南之乱为由派兵南下并湖南，途中假道伐虢，并吞荆南。后蜀后主孟昶闻知荆南与湖南被并吞后，联合北汉以拒宋师。然而其晚年奢侈逸乐，朝政不修，军队皆无战斗力。
965年宋太祖派王全斌、崔彦进出凤州（今陕西凤县）、刘光义、曹彬出归州（今湖北秭归），北东两路同时入蜀。结果不出六十多日，后蜀帝孟昶投降，后蜀亡。其宠妃花蕊夫人在亡国后写下：“君王城上竖降旗，妾在深宫哪得知，十四万人齐解甲，更无一个是男儿。”南汉后主刘将政事交给宦官龚澄枢及女侍中卢琼仙等人。由于只信宦官，官员都需阉割才能进用。970年宋廷派潘美伐南汉，由于南汉将领大臣宗室皆死光，只有宦官领军，隔年南汉帝刘投降，南汉亡。
南唐后主李煜是词坛高手，却终日以外患为忧。当时有赖其弟李从善、大臣潘佑与将领林仁肇等人，尚且与后周得以对峙。宋朝建立后，李煜终日与臣酣宴、愁思悲歌。975年宋太祖以南唐帝李煜称病不入朝为由，派曹彬南征，并以吴越军为辅夹攻。最后李煜投降，南唐亡。吴越国方面，虽然忠献王钱弘佐时趁闽国内乱获得福州，但是本身课税繁重，民不堪苦。到忠懿王钱俶时，因为对宋朝十分恭顺，宋太祖没有夺取地。而闽南清源军留从效割据一方，去世后多人争位，最后由陈洪进夺得。
978年钱俶与陈洪进纳土归顺宋朝，吴越国与闽南清源军亡。而十国最后一个国家北汉的末主是英武帝刘继元。979年北宋宋太宗派潘美围攻北汉都城太原，击退辽国援兵，刘继元投降，北汉灭亡。至此十国时期结束，正式进入宋朝时期。然而，尚有燕云十六州还未收复。宋太宗灭亡北汉后不久，他不顾大臣反对，于979年从太原北伐辽朝以图收复燕云十六州。起初宋军攻下易州和涿州，但在燕京的高梁河之战惨败而退。而定难军虽于982年李继捧奉土归并北宋，但李继迁持续于陕北发展势力。至此进入宋朝与辽朝、西夏、金朝、蒙古等诸国对峙的多元民族竞争时代。
