儒学独尊的地位在晋朝被破除后，到了南北朝时期已经形成多元化的思想。面对乱世的到来，有些人主张以法治国、务实求治（例如东晋政治家王导），相反亦有人主张无政府主义（例如鲍敬言的《无君论》）。同时也因佛教的兴盛而出现了一系列扬弃于中原传统思想和佛教外来思想之间的哲学主张（例如慧远的《沙门不敬王者论》）。

这个时代最具代表性的思想乃是以“玄学”之名为后世著称的相对主义哲学思想群。西晋思想家郭象以先秦道家庄子的理论为基础，提出“独化论”，认为万事万物皆有与其他事物互不相干的独自变化原理，否定秦汉以来占据主流地位的“天人感应”等儒家绝对主义思想，为南北朝玄学的隆盛打开了先河。相比北朝，玄学在南朝更加兴盛，宋文帝时设至玄学馆，玄学与史、文、儒并列四学。梁武帝时曾鼓励复兴经学，但此时经学亦已受到清谈的影响，只注重于逻辑辩论。隋朝统一中国后清谈开始逐渐衰退，直至中唐以后被人们彻底忘却。

由于佛教过度膨胀与糜烂，出现了不少反对过度崇佛的思想家如南梁范缜、北魏邢邵与北齐樊逊，这些人的思想衍生出无神论。范缜是南朝齐梁之间人士，489年在南齐竟陵王萧子良的宴席上发表了否定佛教因果报应论的自身持论“神灭论”，认为灵魂和轮回转世并不存在。他的观点主要是唯物论的“变化的形一元论”，认为身体与精神都是物质，整个宇宙就是一个物质的动态变化。“神灭论”处理了“体”“用”“变化”“关系”诸主题，完整概括了“唯物本体论”所应处理之主要范畴。南梁成立后，范缜和他的著作《神灭论》再一次引起了朝野的激烈反响。南梁重臣曹思文、萧琛等人争相反驳之，笃信佛教的梁武帝萧衍也展开论战，作《敕答臣下神灭论》，命令范缜放弃他的观点。梁武帝又组织高僧六十多人发表文章对范缜进行围攻，引发思想界一场围绕着人死后“神（灵魂）”之存灭是否的理论大战。然而变化的形一元论的涵义与变化广大，几可做无穷尽的推论引申，范缜辩才无碍，众人没能够反驳倒他，最后不得已而判范缜为“异端”流放他。

邢邵是北魏末东魏初期人士，当时佛教受到皇室拓拔氏提倡而兴盛。他反对“神不灭论”，主张人死则灵魂就会消失，否定人死为鬼的理论，认为“欲使土化为人，木生眼鼻，造化神明，不应如此。”他还主张“类化论”，只有同颣事物，才可以转化；不同类事物不能转化。类化说显现出物种产生的多元性与差异性。邢邵思想以及他和杜弼争论轮回等问题等都纪录在《北史·卷五十五·杜弼传》与《北齐书·杜弼传》中。樊逊是北齐人士，554年北齐文宣帝欲封禅泰山，樊逊向齐帝劝谏道教、神仙皆为虚妄。

颜之推生于南梁，后被迫仕北朝。他主张早教，认为“人在小的时候，精神专一；长大以后，思想分散，不易学习。”他所撰有的《颜氏家训》对往后中国社会有深远影响力，后世视之为家训的典范作品，获得儒家学者及佛教徒的重视。

南北朝时期的文学发展迅速，其中南朝风格偏向华丽纤巧，而北朝风格偏向豪放粗犷。北朝代表人物是北地三才，即邢邵、魏收、温子升。南朝方面，文学代表是骈文，讲究格律、词藻、用典。内容多脱离实际生活，抒发一些富贵闲愁。以庾信文章为代表。诗风流行元嘉体与永明体。元嘉体是代表刘宋元嘉年间的诗风，代表人物有“元嘉三大家”谢灵运、颜延之与鲍照。他们的共同功绩是把古体诗推进到完全成熟阶段，并且注意声律和对偶的运用，并且逐渐发展出近体诗。而永明体（亦称“新体诗”）是南齐武帝永明年间形成的一种诗体，受印度梵音学特别是佛经转读及梵呗经声的启发，周颐首先发现了汉语平、上、去、入四种声调，著《四声切韵韵》。诗人沈约又根据自己对四声的理解，撰为《四声谱》。王融等人为之扇扬，并在创作中进行试验，永明声律论盛极一时。永明诗人在诗中力求做到“一简之内，音韵尽殊；两句之中，轻重悉异”，避免所谓八病（即平头、上尾、蜂腰、鹤膝、大韵、小韵、旁纽、正纽），于是产生了永明体，这是唐代格律诗的源头。南陈徐摛、徐陵与北周庾信的徐庾体文章绮艳，也是很有名。江淹与鲍照并称南朝辞赋大家，江淹的《恨赋》、《别赋》与鲍照的《芜城赋》、《舞鹤赋》并称南朝辞赋的绝唱。江淹在狱中写的《诣建平王书》，辞气激昂高亢，不亢不卑，字行间流露出真实情感。江郎才尽也是指他晚年时减少写作的情形。

叙事长诗方面以北朝的《木兰诗》和南朝的《孔雀东南飞》为代表。民歌方面，由于南北文化不同，呈现出不同的色彩和情调。《乐府诗集》即有“艳曲兴于南朝，胡音生于北俗”的说法。小说受到名士清谈的影响，促成轶事小说的出现，可分为“志怪小说”和“志人小说”。比较有名的有刘义庆的《世说新语》，为后世文学作品提供大量典故和成语。道教影响了中国艺术及科学。例如《游仙诗》等文学，描述神仙飘逸之妙或借由神仙之说抒发情怀。道教名士陶弘景、陆修静均擅长神仙文学。《玉台新咏》为陈后主妃子张丽华所撰录，主要收录男女闺情之作。

文学研究方面，刘勰的《文心雕龙》成为中国第一部系统文艺理论巨著，主张实用的“攡文必在纬军国”的落实文风，反对不切实用的浮靡文风。南梁武帝的长子萧统组织文人编选的《昭明文选》是中国现存的最早一部诗文总集。于唐朝时与五经并驾齐驱，盛极一时。直至北宋的民间尚传谣曰：“文选烂，秀才半”。这两部巨著都对后来中国文学的发展产生了深远影响。锺嵘的《诗品》也是重要的专著，开创中国古代诗论、诗评的体制。其专注于汉朝至南梁的五言诗，确定文章风格的来源，一派学《诗经》、一派学《楚辞》。然而三品评判过于牵强，如下品的曹操、中品的陶潜、嵇康、曹丕等人在今日已获得较高评价。

南北朝继承了汉代以来设官修史之制。宋设著作官（宋齐梁陈时官名及分职屡有更改），负责撰修国史（本王朝史）及帝王起居注。南齐始有国史与前朝史之分。北魏亦设著作官及起居令史，使修史官与起居官逐渐分职。北齐始设史馆（或称史阁），为专门修史机构，影响中国日后的官方修史制度。西魏、北周亦设著作官制度。南北诸朝又有大臣监修史书。此外，南梁时始行编修武帝、梁元帝的“实录”，是为唐代开始一朝接一朝修实录的滥觞。

纪传体断代史书在南北朝史学仍占一席位。官修的有如沈约《宋书》、萧子显《南齐书》、魏收《魏书》，私修的有如范晔《后汉书》。

反映社会各种状况的史书，亦在南北朝盛行。如上述《后汉书》、《宋书》当中新增“独行”、“逸民”（或“隐逸”）、“列女”等类传记各种人物面貌；宗教史籍有慧皎《高僧传》；记述寺院建筑的有杨衒之《洛阳伽蓝记》；地理类著作方面，以郦道元《水经注》为南北朝集大成之作。少数民族历史亦因五胡各族建政权而深受重视，成就较高的有崔鸿《十六国春秋》、萧方等《三十国春秋》。

谱学（或叫谱牒学）在南北朝门阀政治影响下而大盛一时。各豪族郡望为求巩固社会地位和政治权利，乃撰修家牒，以彰显自身血统、门第及婚宦。继家谱出现后，又有了家谱学的研究，当时便出现“统谱”、“百家谱”等书籍。

南北朝的注史之学，具代表性的有如裴松之《三国志注》。裴注着重资料搜集、补充史事，不再局限于对音训及解释史文，对中国的注史方法产生有相当影响。裴松之对史料相互考异，日后史家有所继承，如司马光撰《资治通鉴考异》。裴注里又有对前代史家的评论，这推动了中国史学批评的发展。