汉末至于三国时期东海、南海航运最突出的成就，是借助航海力量实现了对台湾岛和海南岛的控制。
吴大帝孙权黄龙二年（230），“遣将军卫温、诸葛直将甲士万人浮海求夷洲及亶洲”，“但得夷洲数千人还”（《三国志·吴书·吴主传》）。《太平御览》卷七八〇引《临海水土志》：“夷州在临海东南，去郡二千里。土地无雪霜，草木不死。四面是山，众山夷所居。”《临海水土志》即《临海水土异物志》，其作者沈莹很可能参加了这次夷洲之行。大约卫温、诸葛直就是由临海郡章安出港，即由今台州湾起航向东南行进的。台北曾发现年代判定为三国时期的古砖。参见林惠祥：《台湾番族之原始文化》附录《中国古书所载台湾及其番族之沿革略考》，载《中央研究院社会科学研究所集刊》第3号，1930。又据《临海水土异物志》所记载的猎头、凿齿等习俗在台湾南部不存在等线索分析，推想登陆地点大约在台湾北部。据《三国志·吴书·吴主传》记载，夷洲和亶洲“人民时有至会稽贡布”，而“会稽东县人海行，亦有遭风流移至亶洲者”卢弼《三国志集解》：“钱大昭曰：‘东县’当作‘东冶’。”。通过孙权与陆逊、全琮关于是否“取夷州”的讨论，也可以知道当时吴人对夷洲等地状况及相关海情已经有初步的了解。据《三国志·吴书·陆逊传》，当孙权为“遣偏师取夷州及朱崖”事向臣下咨询时，陆逊以为“万里袭取，风波难测，民易水土，必致疾疫，今驱见众，经涉不毛，欲益更损，欲利反害”。据《三国志·吴书·全琮传》，全琮也指出：“殊方异域，隔绝障海，水土气毒，自古有之，兵入民出，必生疾病，转相污染，往者惧不能反，所获何可多致？” 卫温、诸葛直只到达了夷洲，却没有找到亶洲。在夷洲也没有实现预期的目的有一种意见认为，孙权的意图，是要在夷洲、亶洲建立孙吴的统治，卫温、诸葛直因水土不服、疾疫流行，被迫返回，因而以“违诏”处死。参见张崇根：《三国孙吴经营台湾考》，见《台湾民族历史与文化》，北京，中央民族学院出版社，1987年5月。然而据陆逊、全琮对此役前景“欲益更损，欲利反害”（《陆逊传》），“兵入民出，必生疾病，转相污染，往昔惧不能反，所获何可多致”（《全琮传》）的分析，似乎取夷洲的直接目的是谋取短期经济收益。赤乌二年（239）至辽东“虏得男女”（《吴主传》），此次“得夷洲数千人还”，都说明海外经营的目的主要在于开发人力资源。《资治通鉴》卷七一“魏明帝太和四年”记述此事即谓吴主“欲俘其民以益众”。陆逊语谏辞也明确说到：“四海未定，当须民力，以济时务，今兵兴历年，见众损减，陛下忧劳圣虑，忘寝与食，将远规夷州，以定大事。”（《陆逊传》）卫温、诸葛直损重而利微，因而致罪。所谓“违诏”者，可能正指在夷洲居留过久，“军行经岁”，超过了原先规划的期限。，因而“皆以违诏无功，下狱诛”（《三国志·吴书·吴主传》），且“军行经岁，士众疾疫死者十有八九”（《三国志·吴书·全琮传》）。然而尽管这次航海的组织者原本另有所图，舰队将领及水手都付出了惨重的代价，但是却实现了大陆政权第一次对台湾的短暂统治，从此之后，大陆与台湾经济、文化等方面的联系进一步密切起来。
赤乌五年（242），将军聂友、校尉陆凯以兵三万南征珠崖、儋耳（《三国志·吴书·吴主传》），陆凯除儋耳太守。《三国志·吴书·陆凯传》：“赤乌中，除儋耳太守，讨朱崖，斩获有功，迁为建武校尉。”珠崖、儋耳两郡，汉武帝置，昭帝时并称珠崖郡。《汉书·宣帝纪》：甘露二年（前52）夏四月，“遣护军都尉禄将兵击珠崖”。《汉书·元帝纪》：初元三年（前46）春，“珠厓郡山南县反，博谋群臣。待诏贾捐之以为宜弃珠厓，救民饥馑。乃罢珠厓”。贾捐之说：“今陛下不忍悁悁之忿，欲驱士众挤之人海之中，快心幽冥之地，非所以救助饥馑，保全元元也。”（《汉书·贾捐之传》）强调海路之艰险。汉时与海南岛的海，联系得以维持，对珠玑、瑇瑁等宝物的追求是重要因素之一。《汉书·西域传下》：“睹犀布、瑇瑁则建珠崖七郡。”贾捐之谏言也说到“又非独珠厓有珠犀瑇瑁也，弃之不足惜”《汉书·武帝纪》：元鼎六年（前111）置珠厓、儋耳郡。颜师古注引应劭曰：“二郡在大海中崖岸之边。出真珠，故曰珠厓。”张晏曰：“珠厓，言珠若崖矣”。。于是有“诸见罢珠崖诏书者，莫不欣欣”的记述（《汉书·匡衡传》）。元帝此诏，被赞美为“德音”（《后汉书·鲜卑传》）。珠崖虽罢，然而由于“中国贪其珍赂”（《后汉书·南蛮传》）而形成的海上联系未必中断。《三国志·吴书·吴主传》记载，吴嘉禾四年（235）秋，“魏使以马求易珠玑、翡翠、瑇瑁，权曰：‘此皆孤所不用，而可得马，何苦而不听其交易？’”可见吴以地利之优越和海上航行能力领先的地位，可以海南物产得贸易之利。陆凯为儋耳太守，标志海南岛与大陆间的联系得到恢复和加强。
晋灭吴后，吴交州刺史陶璜曾上言交州形势，说道：“交土荒裔，斗绝一方，或重译而言，连带山海。”“种类猥多，朋党相倚，负险不宾。”“广州南岸，周旋六千余里，不宾属者乃五万余户，及桂林不羁之辈，复当万户。至于服从官役，才五千余家。”“合浦郡土地硗确，无有田农，百姓唯以采珠为业，商贾去来，以珠贸米。”（《晋书·陶璜传》）可见自秦汉至于三国时期，以当时海上交通为主要条件建立起来的南海地区与内地的联系，长期以来依然是相当松散的，中原较为先进的经济、文化对当地的影响，也是十分有限的。参见王子今：《秦汉时期的近海航运》，载《福建论坛》，1991（5）。