這一時期，鋼鐵刀劍已經完全替代了青銅刀劍。由於鋼鐵冶煉技術的進步，尤其是灌鋼法的發明，鋼鐵刀劍被大量生產並應用到戰爭中去。
三國時期環首刀已經發展成為各國軍隊主要的短柄作戰武器。劍已經基本退出戰場，成為佩飾或是朝廷會典場合的搭配。鋼鐵刀以環首長刀為主，基本上是延續漢刀的形制。主要特點刀身減短，刀刃加厚。蜀漢地區裝備的環首刀一般為100~120cm，刀身筆直，單面開鋒。而吳國的環首刀平均長度為70~90cm。這主要是由於吳國重視水戰，刀身過長不宜施展，並且蜀國的制刀技術高超，也是保證了長刀不易折斷。
吳國鋼鐵環首刀，殘長約74cm（北京軍事博物館 藏）
兩晉時期，環首刀完全處於兵器中的主導地位，但是出土數量比較少。
陶弘景《古今刀劍錄》中記載：“夏州赫連勃勃，以龍昇二年（公元408年），造五口刀，背刃有龍雀環，兼金鏤作一龍形，長三尺九寸，銘曰古之利器。吳楚湛盧，大夏龍雀，名冠神都，可以懷遠，可以柔邇，如風靡草，威服九區。宋王劉裕破長安，得此刀，後入於梁”。赫連勃勃號稱大夏王，武功赫赫，對於武器的質量要求非常苛刻。傳說在新弓製成，如果不能射透鎧甲，立即處死弓匠。如果射穿鎧甲，立即處死甲匠。鎧甲以及弓箭是常備兵器都如此要求嚴苛，何況這五把龍雀大刀。
大夏龍雀刀的配圖
（此圖為網友根據文獻描述捕風捉影繪出。臆想的成分佔很大比重）
這個時期的龍雀形環首刀，很少有出土，後面隋唐時代的環首龍雀大刀可作為參考。
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