在汉武帝之前，三公九卿制实际已有近代君主立宪的影子。丞相为主要的治国大臣，丞相府中有个百官朝会殿，皇帝有时也亲临朝会殿与丞相商议国事，或由丞相主持廷议，然后领衔奏。而日本由首相对天皇负责，天皇听政则在一千多年后的“明治维新”时期才有此景象。但与此君主立宪制中不同的是，西汉的大司马依然对皇帝负责。汉武帝之前，丞相的位高权重，连皇帝也不能不敬三分。凡丞相进见，皇帝得离坐；丞相病重，皇帝得亲临问疾，并遣使送药；丞相死后，移归私第，皇帝车驾往吊，并赐棺，赐葬地，赐冥器等。西汉，皇帝与丞相的冲突在武帝时达到高峰，本来汉武帝对田蚡言听计从，但田蚡得寸进尺。
《资治通鉴》记载：田蚡每次朝奏事，奏着谈大半天，他推荐人作官，有的位居二千石，把皇的权利都夺了去（任命官吏是皇帝的权利），皇帝就对他说：“你任命完了没有？我也打算任命官吏。”田蚡曾请求把考工官署的土地拨给他以扩建私宅，武帝发怒：“你为什么不干脆要武库”从此之后田蚡才稍稍收敛。
由于丞相权位太重，威胁了皇权，皇帝很不放心，所以自武帝以后，章奏的拆读与审议，转归尚书台（令），从此之后，丞相、太尉虽然都是政权的负责人，但实际权利已向尚书台。丞相有过失，由尚书问状弹劾。
相对于秦朝，官员职能变化最大的当属御史大夫了，汉文帝时下诏：“制诏御史，其除肉刑。”从此，御史大夫成为全国最高的监察官。
西汉时的中央官制改革集中在汉武帝时期。这次改革始于与太皇太后对抗时期，是以政治斗争为目的的变革，是被史家称为“大一统”一揽子改革的一部分。汉武帝的改革从根本加强了中央集权，突出了皇权，削弱了（丞）相权，把中央官员分为内外朝更加强了中央机构为皇帝服务的职能。至此之后，除前文所述哀帝，成帝对太尉和丞相的名称变更外，再无值得一谈之事。西汉末年，王莽相继为大司马、尚书令，逐渐掌握了实权，后自立为帝，国号新。王莽不以国号“新”为理念，九卿的名字全以《尚书》的文章为准。
大司农改为羲和，后更为纳言；大理改为作士；太常改为秩宗；大鸿胪改为典乐；少府改为共工；还有，“光禄勋”等改为六监。就连百官、宫室、郡县都换了名称。但这些仅仅都是“托古改字”而已，同“托古改制”是不一样的，换汤不换药。东汉从刘秀称帝起到曹丕废掉献帝共197年，其中以光武、明、章三帝时期为短暂兴盛，而后东汉历经外戚、宦官之祸，少数民族叛乱到黄巾起义，到最后所谓三国诸侯割据时代，一直是内乱不已。所以东汉在前期基本继承西汉官制略有改革，而在中后期则因内乱的局面而逐步抬升了军事官职的地位，也有几人以文官而称雄于世。
光武帝即位时以大司马、大司徒、大司空为三公，27年后才改大司马为太尉，并把大司徒，大司空的“大”字去掉，称司徒，司空。司空的职能已经从往日的监察“改行”去管“营城起邑，浚沟洫、修坟防之事”。
东汉光武帝在对皇权的加强，比起西汉更有过之而无不及。光武帝亲政时，扩大尚书台的权利，职无不统。《通考·职官考》云：“至后汉，则（尚书）为优重，出纳王命，敷奏万机，盖政令之所由宣，选举之所由定，罪赏之所由正，斯乃文昌天府，众务渊薮，内外所折衷，远近所禀仰。”
三公被架空，只有议事功能，没有实际权利，以后尚书台成为东汉时期的决策机构，国家中央权利全部集中在皇帝的宫廷办公厅内，且三公往往因小事而被辞退，三公地位逐步降低。最明显的就是（大）司徒，相当于西汉时期的丞相，再也没有西汉时期当皇帝宾的好运气。如韩歆为司徒，因好直言，无所隐讳，光武帝不能容忍，把他免官，遣归乡里，并下诏责之。韩歆惶恐不安，与其子婴皆自杀。其后欧阳歙、戴涉为大司徒，皆以罪下狱死。
东汉时期太傅拜为公。光武帝以卓茂为太傅，封褒德侯，食邑二千户，赐几杖车马。此后，每当新皇帝即位，辄置太傅录尚书事，总揽朝政。黄巾之乱后，董卓以太师自封，位在太傅之。这些官位均不常设，历任太傅录尚书事都在死后被除其官名。
东汉沿西汉旧制，同置九卿。其所职掌，也与西汉略同，只是机构的裁并，属官的精简，有异于前。此外，东汉的九卿，分别隶属于三公。太常、光禄勋、卫尉三卿，为太尉所领；太仆、廷尉、大鸿胪三卿，为司徒所领；宗正、大司农、少府三卿，为司空所领。抛开现实意义不说，仅从官制的创新来看，这是一项创新。它削弱了司徒的职权，三公各行使一部分国家权利，使官制更加合理。但从权利的角度来看，司徒所领太仆、大鸿胪均是虚官。太仆服侍皇帝，没有参与国家政事的权利。大鸿胪执掌少数民族及外交事务，这对一个自称天朝的国家来说，除了在某些施威仪时可利用外，其他时候无足轻重。仅仅留下一个管人头的廷尉还有点文字的地位。
东汉自汉光武帝以来就战事频繁，所以除三公、九卿、尚书台以外，东汉又有各级将军，也是中央要员。有大将军，其次骠骑将军、车骑将军、次卫将军，又有前后左右将军。其中大将军位在三公之，骠骑将军、车骑将军、卫将军在三公之下。前、后、左、右将军，位在卿之下，不常置。东汉中期以后，太后临朝称制，外戚执政，常假借兵权以自重。于是，大将军便成为中央的主要官员了，并与太傅三公合称为五府。
东汉末年，诸侯割据，董卓、曹操分别掌握过中央政权。董卓曾经集太师、大将军、相国为一身。其中又以相国为尊，位居三公之。曹操掌权时，罢去太尉、司徒、司空，又置丞相、御史大夫，曹操自为丞相，至其死。
三国时期
三国时期，窃汉朝天下的魏国实力最强，同时也是和东汉一脉相承的势力，在官制也延续于曹操“挟天子以令诸侯”的时期。蜀国以汉朝正统自居，所以汉朝遗风比较重，但是在诸葛孔明治蜀时有无尚书台一说还有待考证。吴国统治者坚持从自己的实际情况出发，在个别官职动了动小手脚，但并没有值得一提的改革。房玄龄评价到：“孙吴、刘蜀，多依汉制，虽复临时命氏，而无忝旧章。”在三国时期官制的真正创新，大多出于魏国，其中以置中书省影响最大。
曹操为魏王时，初置秘书令。曹丕称帝初，改秘书令为中书省，有监、令两臣，由通达文学的士人担任，当时的文学就是现在所说的学术。监、令之下有中书侍郎、通事舍人、著作郎等属官。尚书省在名义是皇帝的秘书班子，实际有些机密命令的下达并不通过尚书省。从此尚书台的权利又渐渐转移到中书省，逐渐形成了中书“实握事要”，操纵政务的局面。曹魏加强中书权力和扩大官制组织不但是这一个国家的事情，而且是整个三国时代官制的一大变化，影响极为深远，也备受重视。历来被认为是天朝官制史中枢机要改变的一个标志。原来都认为秦汉机要之位，由丞相而归三公。东汉机要之位，由三公而归尚书。魏晋机要之位，由尚书而归中书。
两晋南北朝
西晋虽承魏制，但相对于魏国改革汉代官制一样，西晋在中央官制的变动迈的步子则更大了。虽然都还有三公，也有九卿，也还听得到太傅、太保之类的官名。但西晋已经逐渐继承并发展了尚书省、中书省及门下省。这就是隋文帝所制三省六部的雏形了。[15]
自秦以来皇权和相权就一直是国家中央机构矛盾的焦点。在汉武帝时，置尚书台，宰相的权利向尚书台转移，东汉时这样的转移更甚，尚书台位至宰相之。魏国初置中书省，尚书台的权利又向中书省转移。西晋置中书省，本只是皇帝的侍从和顾问机构，但因亲近皇帝而显得很重要。从三省的职权来看，他们都为皇帝服务，皇帝是国家的直接治理者，这与三公九卿制有根本区别。皇帝为加强皇权，拼命的扩大三省权利，扩充三省机构，三公九卿制被严重冲击。三公之中除丞相省置无恒且尚有实权外，九卿已徒有虚名，到了东晋时甚至已经可有可无。东晋桓温说：“今事归台阁，而九卿为虚设，皆宜省并。”台阁指的就是尚书省的别称。《后汉书·仲长统传》载《昌言·法诫篇》云：“光武皇帝……政不任下，虽置三公，事归台阁。”唐李贤注：“台阁谓尚书也。”因汉尚书台在宫禁内，乃有此称，掌与公府对举。[11]
哀帝省掉了光禄勋、大司农。元帝省掉了太仆。东晋后，大鸿胪有事则置，无事则省，宗正并到了太常之下，又省掉了少府。于是乎，东晋后九卿就只剩下了三卿充充门面。三公九卿一制名存实亡。
到了南北朝时期，虽然朝代变更不止，少数民族入侵，但是在中央官制并没有阻止三公九卿的进一步衰败。刘宋出了一种“三公”“三司”“两大”的中央官制。三公就指太傅，太师，太保；三司是太尉、司徒、司马；二大指大将军、大司马。但已经不设九卿。[15]
隋朝
隋朝统一天朝后，隋文帝制三省六部，原本的三公也被取缔。三公九卿制基本宣告寿终正寝。