秦汉时期，我国造船业的发展出现了第一个高峰。秦始皇在统一中国南方的战争中组织过一支能运输50万石粮食的大船队。据古书记载，秦始皇曾派大将率领用楼船组成的舰队攻打楚国。统一中国后，他又几次大规模巡行，乘船在内河游弋或到海上航行。

到了汉朝，以楼船为主力的水师已经十分强大。据说打一次战役，汉朝中央政府就能出动楼船2000多艘，水军20万人。舰队中配备有各种作战舰只，有在舰队最前列的冲锋船“先登”，有用来冲击敌船的狭长战船“蒙冲”，有快如奔马的快船“赤马”，还有上下都用双层板的重武装船“槛”。当然，楼船是最重要的船舰，是水师的主力。楼船是汉朝有名的船型，它的建造和发展也是造船技术高超的标志。楼船，顾名思义，就是有楼的船，高10余丈，甲板上建楼数层。每层都有防御敌方射来的弓箭矢石的女墙(即矮墙)，女墙上开有用作发射弓弩攻击敌方的窗孔。为了防御敌方火攻，船上蒙上皮革。楼船这个庞然大物上还遍插旗幡，刀枪林立，以壮声势。1975年，在广州发掘了一处规模巨大的古代造船工场的遗址，发现了三个大船台，可以同时建造数艘重量达五六十吨的木船。据考证，这是秦汉时期的造船遗址。此外，在今陕西、四川、安徽、浙江、江西等地，也都有秦汉的造船工场。如长安城西的汉朝昆明池造船基地，周长达40里，有时池中有近百艘高大的楼船。楼船上设备齐全，已使用纤绳、橹、帆、楫等。

秦汉造船业的发展，为后世造船技术的进步，奠定了坚实的基础。三国时期孙吴所据之江东，历史上就是造船业发达的吴越之地。吴国造的战船，最大的上下五层，可载3000名战士。孙权乘坐的“飞云”、“盖海”等大船更为雄伟壮观。孙吴曾多次派出大船队远航辽东及南海海域。孙吴的民船业也很发达。如位于今江西省南昌市西南的“□□〔goulu沟路〕洲”，就是由于建造过大型船舶“□□大扁”而得名。这些大船选材考究，多用“豫章楠□〔xian显〕”上好硬木制成，极为坚固。晋朝在灭了蜀汉之后，为了进而灭亡吴国，曾派王濬在四川建造楼船，组成庞大的水军舰队。王濬所组织建造的楼船，最大者方120步(一步是六尺)，可以载2000多人，舱面上建有瞭望台，船上可以驰马往来，被称为“舟楫之盛，自古未有”。而以造船业见长的吴国在灭亡时，被晋朝俘获的官船就有5000多艘，可见造船业之盛。到南朝时，江南已发展到能建造1000吨的大船。为了提高航行速度，南齐大科学家祖冲之(公元429年—500年)“又造千里船，于新亭江试之，日行百余里”(《南齐书》卷五二)。它是装有桨轮的船舶，称为“车船”。这种船利用人力以脚踏车轮的方式推动船的前进。虽然没有风帆利用自然力那样经济，但是这也是一项伟大的发明，为后来船舶动力的改进提供了新的思路，在造船史上占有重要地位。