Hành chính Việt Nam thời Bắc thuộc lần 3 phản ánh bộ máy cai trị tại Việt Nam của hai triều đại phương Bắc là nhà Tùy và nhà Đường từ năm 602 đến năm 905. Năm 583, Tùy Văn Đế bỏ quận lập châu. Việt Nam khi đó bao gồm những châu: Giao (vùng đồng bằng Bắc Bộ), Hưng châu (năm 598 đổi là Phong châu, tức là vùng Sơn Tây, Phú Thọ), Hoàng (năm 598 đổi là Ngọc châu, tức là bờ biển Bắc Bộ thuộc vịnh Hạ Long), Ái (tương đương Thanh Hóa), Đức (năm 598 đổi là Hoan châu, tương đương tỉnh Nghệ An), Lợi (năm 598 đổi là Trí châu, tương đương tỉnh Hà Tĩnh). Tuy nhiên trước năm 602, các châu này chỉ đặt trên danh nghĩa, vì nhà Tùy chưa chiếm được Vạn Xuân. Năm 602, Tùy Văn Đế sai Lưu Phương đánh bại Lý Phật Tử, Vạn Xuân mới nằm trong quyền cai trị của nhà Tùy. Nhà Tùy gộp hết các huyện của quận Giao Chỉ cũ làm 2 huyện Giao Chỉ và Long Biên, lệ thuộc vào Giao châu. Các huyện thuộc quận Giao chỉ thời thuộc Tấn ở phía bắc và phía nam sông Đuống trên tả ngạn sông Hồng ở phía hạ lưu Hà Nội, miền sông Cầu, sông Thương, sông Thái Bình. Thời thuộc Tùy, huyện Long Uyên là miền bắc sông Đuống, miền sông Cầu và sông Thương mà huyện Giao Chỉ ở phía nam sông Đuống và miền sông Thái Bình. Sang thời Tùy Dạng Đế, năm 607 lại đổi châu thành quận. Các quận đều thuộc chính quyền trung ương. Dưới đây là chi tiết các quận thuộc Giao châu thời thuộc Tùy. Tương đương miền đông bắc Việt Nam hiện nay và một phần Khâm Châu thuộc Quảng Tây (Trung Quốc). Không rõ các huyện và số hộ khẩu. Quận Cửu Chân nhỏ hơn quận Cửu Chân thời Bắc thuộc lần 2, chủ yếu là các huyện thuộc Thanh Hóa hiện nay. Chi tiết gồm 7 huyện, 16.135 hộ: Quận Nhật Nam thời thuộc Lương và Tiền Lý là Đức châu, Tùy Văn Đế đổi thành Hoan châu, sau gộp cả Minh châu và Lợi châu (mà Lương Vũ Đế tách) vào trở lại với Hoan châu thành quận Nhật Nam. Như vậy quận Nhật Nam thời thuộc Tùy được dịch chuyển lên phía bắc, gồm một phần quận Cửu Chân và cả quận Cửu Đức thời Tam Quốc và Lưỡng Tấn, không bao gồm huyện nào thuộc quận Nhật Nam các thời trước. Nhật Nam (mới) gồm có 8 huyện, 9.915 hộ: Năm 605, Tùy Dạng Đế đánh Lâm Ấp, chiếm đất đặt ra Đãng châu, sau đổi thành quận Tỷ Ảnh. Quận này được xác định vị trí ở tỉnh Quảng Bình. Quận Tỷ Ảnh gồm có 4 huyện, 1.815 hộ: Tỷ Ảnh, Chu Ngô, Thọ Linh, Tây Quyển. Vị trí từng huyện chưa khảo cứu được. Tùy Dạng Đế đánh Lâm Ấp, chiếm đất đặt ra Nông châu, sau đổi thành quận Hải Âm. Quận này được xác định vị trí ở tỉnh Quảng Trị. Quận Hải Âm gồm có 4 huyện, 1.100 hộ: Tân Dung, Chân Long, Đa Nông, An Lạc. Vị trí từng huyện chưa khảo cứu được. Tùy Dạng Đế đánh Lâm Ấp, chiếm đất đặt ra Xung châu, sau đổi thành quận Tượng Lâm. Quận này được xác định vị trí ở Thừa Thiên, giới hạn ở phía bắc đèo Hải Vân. Quận Tượng Lâm gồm có 4 huyện, 1.220 hộ: Tượng Phố, Kim Sơn, Giao Giang, Nam Cực. Vị trí từng huyện chưa khảo cứu được. Năm 679, Đường Cao Tông đổi gọi Giao Châu là An Nam đô hộ phủ. Năm 757, Đường Túc Tông đổi gọi là Trấn Nam đô hộ phủ. Năm 766, Đường Đại Tông đổi lại tên cũ là An Nam đô hộ phủ. Năm 866, Đường Ý Tông thăng An Nam đô hộ phủ làm Tĩnh Hải quân. Điều này tương tự như việc Hán Hiến Đế làm năm 203 theo đề nghị của thứ sử Trương Tân và thái thú quận Giao Chỉ là Sĩ Nhiếp, cho bộ Giao Chỉ được lập thành Giao Châu, coi ngang hàng như các châu ở Trung Quốc. Lúc này An Nam đô hộ phủ trở thành Tĩnh Hải quân cũng giống như các "quân" (đơn vị hành chính) ở Trung Quốc với người đứng đầu có chức danh là Tiết độ sứ. Về đại thể, các sách thường nói tới 12 châu thời thuộc Đường là: Giao, Lục, Phong, Trường, Ái, Diễn, Hoan, Phúc Lộc, Thang, Chi, Vũ An, Vũ Nga. Nhưng trong quá trình cai trị, nhà Đường có từng có nhiều thay đổi về địa giới cũng như tên gọi các đơn vị hành chính. Các mốc lớn là: Ngoài ra, nhà Đường còn một số lần điều chỉnh không toàn diện khác vào các năm 624, 679, 712, 764. Vốn là quận Giao Chỉ thời thuộc Tùy, năm 622 gọi là Giao châu, trị sở đặt tại huyện Giao Chỉ. Năm 825 trị sở đổi làm Tống Bình. Giao châu gồm có 8 huyện: Vốn là Hoàng châu và quận Ninh Hải thời thuộc Lương. Năm 622 đặt Ngọc châu. Năm 628 bỏ châu, mang các huyện gộp vào Khâm châu. Năm 675 Đường Cao Tông đổi lại là Lục châu, năm 742 Đường Huyền Tông đổi làm quận Ngọc Sơn, năm 758 Đường Túc Tông đổi lại là Lục châu như cũ. Được xác định vị trí gồm một phần phía nam Khâm châu (thuộc Quảng Tây, Trung Quốc) và dải đất dọc biển của tỉnh Quảng Ninh hiện nay. Miền núi tỉnh Quảng Ninh lúc đó được xác định vẫn là các châu ki mi (ràng buộc lỏng lẻo). Lục châu gồm 3 huyện: Được xác định vị trí ở gần Ung châu, tức thành phố Nam Ninh, Quảng Tây, Trung Quốc ngày nay. Thang châu gồm 3 huyện (đều nằm trong địa giới Trung Quốc hiện nay, không xét đối chiếu chi tiết): Do nhà Đường đặt, được xác định là huyện Hàn Thành, phủ Khánh Viễn, tỉnh Quảng Tây, Trung Quốc. Chi châu gồm 7 huyện (đều nằm trong địa giới Trung Quốc hiện nay, không xét đối chiếu chi tiết): Do nhà Đường đặt, được xác định vị trí tại phủ Khánh Viễn, tỉnh Quảng Tây, Trung Quốc. Vũ Nga châu gồm 7 huyện (đều nằm trong địa giới Trung Quốc hiện nay, không xét đối chiếu chi tiết): Được xác định vị trí tại phủ Thái Bình, Quảng Tây, Trung Quốc. Vũ An châu gồm 2 huyện (đều nằm trong địa giới Trung Quốc hiện nay, không xét đối chiếu chi tiết): Vốn là quận Tân Hưng thời thuộc Ngô và Tân Xương thời thuộc Tấn. Tùy Dạng Đế bỏ và nhập vào quận Giao Chỉ. Năm 621 Đường Cao Tổ đặt lại Phong châu gồm 6 huyện Gia Ninh, Tân Xương, An Nhân, Trúc Lạc, Thạch Đê, Phong Khê. Năm 627 Đường Thái Tông bỏ 2 huyện Thạch Đê và Phong Khê nhập vào Gia Ninh, bỏ Trúc Lạc nhập vào Tân Xương. Năm 742 Đường Huyền Tông đổi thành quận Thừa Hóa. Năm 758 Đường Túc Tông lại đổi làm Phong châu. Phong châu được xác định vị trí ở ngã ba Bạch Hạc, phần dưới thung lũng sông Chảy, sông Thao và sông Đà. Phong châu gồm 5 huyện: Châu Lâm Tây (林西州) tức Lâm Tây nguyên (林西原). Châu này có 2 huyện làː Lâm Tây và Cam Quất (甘橘), cùng với các động Đào Hoa (桃花) và Man Động Thất Quán. Lâm Tây nguyên ngày nay là địa bàn tỉnh Lào Cai của Việt Nam (林西原在今越南老街省一帶). Vùng đất huyện Hà Khẩu (châu Hồng Hà), huyện Mã Quan (châu Văn Sơn) tỉnh Vân Nam Trung Quốc ngày nay là là động Thất Quán (七綰洞), thuộc Lâm Tây Nguyên của An Nam đô hộ phủ. Động Đào Hoa ngay nay có thể là trấn Liên Hoa Than của huyện Hà Khẩu và một phần huyện Kim Bình châu Hồng Hà tỉnh Vân Nam (các hướng trấn Đại Trại, Mãnh Kiều và Mã Yên Để) dọc hai bên bờ thượng nguồn sông Đào (桃江, tức sông Thao (洮江)). Không rõ nhà Đường đặt năm nào. Năm 742, Đường Huyền Tông đổi làm quận Văn Dương, năm 758 Đường Túc Tông đổi làm Trường châu như cũ. Trường châu được xác định vị trí tương đương huyện Vô Công thuộc quận Cửu Chân thời thuộc Hán, tức là miền Nho Quan, Yên Khánh tỉnh Ninh Bình. Chưa rõ các huyện của Trường châu. Là quận Cửu Chân thời thuộc Tùy. Năm 622 đặt thành Ái châu gồm có 4 huyện: Cửu Chân, Tùng Nguyên, Dương Sơn, An Thuận; đồng thời đặt ở biên giới Cửu Chân 7 châu nhỏ khác là Tích châu, Thuận châu, Vĩnh châu, Tư châu, Tiền châu, Chân châu, Sơn châu. Sau đó Vĩnh châu được đổi làm Đô châu. Năm 627 Đường Thái Tông bỏ Đô châu nhập vào Tiền châu; bỏ Tư châu và Chân châu nhập vào Nam Lăng, lại bỏ An châu lập huyện Long An, bỏ Sơn châu lập huyện Kiến Sơ. Năm 742 Đường Huyền Tông đổi Ái châu thành quận Cửu Chân như thời Tùy. Năm 758 Đường Túc Tông đổi trở lại là Ái châu. Các huyện thuộc Ái châu là: Vốn tên là quận Trung Nghĩa hoặc Diễn Thủy. Thời Đường Thái Tông bỏ. Năm 764, tách Hoan châu ra đặt Diễn châu. Diễn châu được xác định là một phần huyện Hàm Hoan thời thuộc Hán, Ngô, Tấn, với vị trí xác định là miền bắc Nghệ An gồm các huyện Diễn Châu, Yên Thành, Quỳnh Lưu, Nghĩa Đàn, Quỳ Châu. Tức quận Nhật Nam thời thuộc Tùy. Năm 622 Đường Cao Tổ lập ra Nam Đức châu tổng quản phủ, lĩnh 8 châu: Đức, Minh, Trí, Hoan, Lâm, Nguyên, Cảnh, Hải. Năm 624 lại đổi là Đức châu. Năm 627 đổi Nam Đức châu tổng quản phủ thành Hoan châu, còn Hoan châu cũ (1 trong 8 châu cũ thuộc Nam Đức châu tổng quản phủ) thành Diễn châu (ở trên). Năm 628 Đường Thái Tông đặt Hoan châu đô đốc phủ, lĩnh 8 châu Hoan, Diễn, Minh, Trí, Lâm, Nguyên, Cảnh, Hải. Năm 638 bỏ 3 châu Minh, Nguyên, Hải. Năm 742 Đường Minh Hoàng đổi thành quận Nhật Nam như thời Tùy. Năm 758 Đường Túc Tông đổi lại thành Hoan châu như thời Đường Thái Tông. Hoan châu (sau này gọi là xứ Nghệ) tương đương tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh, gồm các huyện: Phúc Lộc châu được đặt năm 669 đời Đường Cao Tông, được xác định vị trí tại phía nam Hà Tĩnh và Quy Hợp, Ngọc Ma phía bắc Hoành Sơn. Năm 742 đổi gọi là quận Phúc Lộc, tới năm 757 đổi là quận Đường Lâm, nhưng sang năm sau Đường Túc Tông lại bỏ quận, đổi gọi là Phúc Lộc châu. Phúc Lộc châu gồm có 3 huyện: Đối với các bộ lạc vùng núi xa xôi phía bắc Bắc Bộ Việt Nam hiện nay, nhà Đường không đặt châu quận cai quản trực tiếp mà đặt các phủ, châu ki mi (ràng buộc lỏng lẻo), cho các tù trưởng cai quản bộ lạc của mình. Tại An Nam đô hộ phủ có tới 41 châu ki mi (trong đó 18 châu lệ vào châu Phong), như vùng Quy Hóa, Cam Đường, Yên Bái, Lào Cai, thượng du sông Đà, châu Bình Nguyên ở Hà Giang, Tuyên Quang, Lạng Sơn hiện nay, thuộc các tộc hậu duệ người Tây Âu, người Lão, người Thoán. Tổng số 41 châu ki mi thời thuộc Đường gồm có: Ngoài 12 châu nói trên ở phía bắc Hoành Sơn, nhà Đường còn đặt thêm Lâm châu và Ảnh châu ở phía nam Hoành Sơn. Sau đó nước Lâm Ấp nhân nhà Đường gặp nhiều biến cố ở phía bắc đã mang quân dần dần chiếm hết đất Nhật Nam cũ ở phía nam Hoành Sơn. Năm 628, Đường Thái Tông đặt Nam Ảnh châu, "gửi nhờ" trị sở tại địa giới phía nam Hoan châu, năm 634 đổi làm Ảnh châu (tức quận Tỷ Ảnh thời thuộc Tùy). Năm 635, sau khi khiến Lâm Ấp thần phục, Đường Thái Tông lại đặt Lâm châu (tức quận Hải Âm, Tượng Lâm thời thuộc Tùy), cũng gửi trị sở ở nam Hoan châu. Tuy nhiên, sau này nhà Đường vẫn không lấy lại được vùng Nhật Nam cũ và do đó hai châu Ảnh và Lâm vẫn chỉ là đặt khống và trị sở "đặt nhờ" phía bắc. Như vậy so với thời thuộc Tùy, đất đai thời thuộc Đường bị thu hẹp mất phần nam Hoành Sơn, đó chính là quận Nhật Nam từ thời thuộc Hán tới thời Nam Bắc triều, tương đương với 3 quận Tỷ Ảnh, Hải Âm và Tượng Lâm thời thuộc Tùy. Tổng thể lãnh thổ Việt Nam thời Bắc thuộc lần 3 bao gồm phía bắc là miền bắc Việt Nam, thêm một phần phía tây nam Quảng Tây, phía nam tới Hoành Sơn (cuối địa phận Hà Tĩnh).