杭州三国、两晋、南北朝时期，杭州属吴国的吴兴郡，归古扬州。东晋咸和元年（326年），印度佛教徒慧理在飞来峰下建了灵隐寺，是西湖最古的丛林建筑。梁太清三年（549年），侯景升钱唐县为临江郡。陈祯明元年（587年），又置钱唐郡，辖钱唐、于潜、富阳、新城四县，属吴州。
隋王朝建立后，于开皇九年（589年）废郡为州，“杭州”之名第一次出现。下辖钱唐、余杭、富阳、盐官、于潜、武康六县。州治初在余杭，次年迁钱唐。开皇十一年，在凤凰山依山筑城，“周三十六里九十步”，这是最早的杭州城。大业三年（607年），改置为余杭郡。六年，杨素凿通江南运河，从江苏镇江起，经苏州、嘉兴等地而达杭州，全长400多公里，自此，拱宸桥成为大运河的起讫点。这一重要的地理位置，促进了杭州经济文化的迅速发展。这时的余杭郡有户15380，杭州户口统计由此开始。
唐代，置杭州郡，旋改余杭郡，治所在钱唐。因避国号讳，于武德四年（621年）改“钱唐”为“钱塘”。太宗时属江南道，天宝元年（742年）复名余杭郡，属江南东道。乾元元年（758年）又改为杭州，归浙江西道节度，州治一度在钱塘，辖钱塘、盐官、富阳、新城、余杭、临安、于潜、唐山八县。
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