在春秋战国数学发展的基础上，秦汉时期出现了我国最早的一批数学专著，《周髀算经》和《九章算术》是流传至今最古老的算书。这两部古算书虽成书于西汉，但皆不是一时一人之作，而是经过多人修改和补充而最后完备起来的，其中不少内容反映了先秦的数学成就。《周髀算经》二卷，上卷的第一部分记录的是周公与商高的对话，涉及勾股定理与表、圆和方的使用，以及高与远的测量。第二部分是陈子和荣方的对话，主要讨论日影；下卷记载了与太阳的周年运动有关的计算，讨论了恒星的中天、二十八宿、十九年闰周等天文学问题。
《周髀算经》至今仍有宋刻本流传于世。今本《九章算术》是从《永乐大典》中辑出的刘徽注本，共九卷，每卷一章，分列246个问题进行解答，类如一部习题集。书中记载了当时世界上最先进的分数四则运算和比例算法，解决各种面积和体积的算法，以及利用勾股定理进行测量的手段。其较高的成就还在于代数方面，如记载了开平方和开立方的方法，求解一般一元二次方程的解法，还有联立一次方程的解法，这些都比欧洲的同类算法早出1500多年。
书中所提出的负数概念以及正负数的加减法运算法则，也是世界数学史上处于第一位的。《九章算术》对后世的影响大大超过了《周髀算经》，它在宋以前一直是人们学习数学的教科书，它的著述体例，也常为后世许多数学著作所仿效。魏晋南北朝进一步充实和发展了古代数学体系的内容，唐代编纂的《算经十书》中，就收入魏晋南北朝的数学典籍七部，其中包括魏晋时刘徽的《海岛算经》，今存《永乐大典》辑本；魏晋时成书的《孙子算经》，此书佚名，今存。
南北朝时夏侯阳的《夏侯阳算经》，此书今佚，仅存六百余字；南北朝时张邱建的《张邱建算经》，此书今存；南北朝时祖冲之的《缀术》，此书今佚，在此书中，祖冲之将π值由刘徽的“3．141024”进一步推算为“3．1415916”和“3．1415927”之间，成为世界上第一个最精密的圆周率，这一计算结果今保存在《隋书·律历志》中；此外，还有北周时期甄鸾的《五曹算经》与《五经算》，此两书流传至今。
