三国吴太平二年（公元257）分长沙西部都尉设置衡阳郡 。这时分置南部地方设新阳县（即今宁乡） ，公元266年又从西部地方分设高平县（今新化和新邵县的一部分） ，益阳县疆域开始缩小 。公元280年 ，晋灭吴后 ，分全国为20州 ，益阳属荆州 。南朝宋时（公元420年） ，改衡阳郡为国 ，益阳属于衡阳国 。南朝齐时（公元479年）复改衡阳为郡 ，直到梁时仍属于衡阳郡 、药山郡 、武陵郡 、巴陵郡 、南平郡 。唐贞观元年（公元627年）分全国为10道 ，开元中分为15道 ，道下州郡并称 。益阳随潭州 、长沙郡时更所属 ，变迁不定四次之多