南朝梁天监元年（502年），改南东海郡为南兰陵郡。天监六年（507年），分晋陵郡置信义郡。后改南琅邪郡为双头郡南琅邪彭城二郡。太平二年（557年），分晋陵郡置江阴郡。至此，南徐州领实郡四：晋陵郡、信义郡、江阴郡、义兴郡；有实县之侨郡二：南兰陵郡、南琅邪彭城二郡。南朝陈永定二年（558年），改南兰陵郡为东海郡。隋朝开皇九年（589年）灭陈后废除南徐州及其领郡，南徐州故地分属三州：扬州（故东海郡、晋陵郡部分）、常州（故晋陵郡部分、江阴郡、义兴郡）、苏州（故信义郡）。