平三郡陷于北魏。泰始三年（467年），下邳、东海、淮阳、济阴四郡陷于北魏，割东莞、东安二郡置东徐州。泰始四年（468年），徐州全境陷于北魏。
十六国.后赵四年（322年）至八年（326年），先后佔领东晋徐州九郡，仍治彭城。后改兰陵郡为武兴郡。至此，徐州领九郡：彭城郡、下邳郡、临淮郡、淮陵郡、东海郡、武兴郡、琅邪郡、东莞郡、东安郡。冉魏永兴二年（351年），琅邪、东莞、东安三郡陷于段龛，其余六郡陷于东晋。前燕元玺五年（356年），佔领段龛所据徐州之东莞、东安二郡，改属青州。前秦建