三國時期，魏蜀吳三國一共出現11位皇帝，其中，魏國5位，分别是魏文帝曹丕、魏明帝曹叡、魏帝曹芳、魏帝曹髦、魏元帝曹奂；蜀國2位，分别是漢昭烈帝劉備、漢懷帝劉禅；吳國4位，分别是吳大帝孫權、吳帝孫亮、吳景帝孫休、吳末帝孫皓。
魏國五帝
一、魏文帝曹丕，魏國開國皇帝。建安二十五年（220年），曹操逝世，世子曹丕繼任丞相、魏王。同年，逼迫漢獻帝劉協禅讓，受禅登基，即位為帝，以魏代漢，結束了漢朝四百餘年的統治，建立魏國。黃初七年（226年），曹丕病逝于洛陽，在位7年，時年四十歲。谥号文帝，廟号高祖（稱世祖），葬于首陽陵。
二、魏明帝曹叡，曹丕長子，生母甄宓。黃初七年（226年）五月，魏文帝曹丕病重，病榻前立曹叡為皇太子，同年于洛陽即位稱帝。景初三年（239年），曹叡病逝于洛陽，在位14年，時年三十六歲。谥号明帝，廟号烈祖，葬于高平陵。
三、魏帝曹芳，生父任城王曹楷（任城王曹彰之子）。青龍三年（235年）過繼給魏明帝曹叡為養子，被冊封為齊王。景初三年（239年），曹叡崩，曹芳于明帝靈柩前即位。嘉平六年（254年），曹芳為了奪回被司馬家所把控的皇權，與中書令李豐和張皇後之父光祿大夫張緝等人圖謀廢掉司馬師，改立夏侯玄為大将軍。事情敗露，曹芳被廢為齊王，在位16年。
四、魏帝曹髦，生父東海王曹霖（魏文帝曹丕之子），嘉平五年（254年），大将軍司馬師廢前帝曹芳為齊王後，曹髦被擁立為帝。甘露五年（260年），曹髦不滿司馬氏專權秉政，率領殿中宿衛和奴仆親自讨伐司馬昭，結果兵敗，被太子舍人成濟所弑，年僅十九歲，死後司馬昭以王禮将其葬于洛陽西北，在位7年。
五、魏元帝曹奂，生父燕王曹宇（魏武帝曹操之子）。甘露五年（260年），魏前帝曹髦為成濟所殺，曹髦死後，司馬昭與衆臣商議，立魏武帝之孫曹奂為帝，奉魏明帝曹叡之祀（就是做曹叡法統上的兒子）。鹹熙二年（265年），司馬昭死，子司馬炎嗣位晉王，如同他法統上的祖父曹丕當年逼迫漢獻帝禅位一般，曹奂也遭到了同等待遇，這一年司馬炎逼迫曹奂禅位，代魏建晉，曹魏滅亡，曹奂被降為陳留王，在位6年。
蜀漢二帝
一、漢昭烈帝劉備，蜀漢開國皇帝。章武元年（221年），曹丕篡漢建魏後，劉備在成都稱帝，建國漢，宣稱繼承漢朝的正統身份，延續漢朝對于天下的統治。章武三年（223年），劉備慘遭夷陵之敗，退守白帝，同年崩，在位3年，享年六十三歲。谥号昭烈帝，廟号烈祖，葬惠陵。
二、漢懷帝劉禅，劉備之子，生母昭烈皇後甘氏。章武三年（223年），繼位為帝。景耀六年（263年），司馬昭派魏将鐘會和鄧艾分兵攻蜀，鐘會被姜維阻于劍閣，鄧艾偷渡陰平直奔成都，随後劉禅派諸葛瞻前往阻擊，但是諸葛瞻戰敗，全軍覆沒。而後，鄧艾直趨成都城下，劉禅不聽北地王劉谌、南中監軍霍弋誓死抵抗的建議，選擇聽從谯周的建議出城投降，之後劉禅被遷往洛陽居住，降封安樂公，在位41年。
吳國四帝
一、吳大帝孫權，吳國開國君主。黃龍元年（229年），孫權在武昌正式稱帝，建國吳。神鳳元年（252年），孫權崩于建業，在位24年，享年七十一歲。谥号大皇帝，廟号太祖，葬于蔣陵。
二、吳帝孫亮，孫權之子，生母潘淑。赤烏十三年（250年）十月，因孫權長女全公主的撺掇，孫權廢三子孫和儲君之位，改立孫亮為皇太子，并立其母潘淑為皇後，以正其皇太子之位。神鳳元年（252年）四月，孫權崩，孫亮即位稱帝。太平三年（258年），孫亮不滿宗室孫綝擅權專政，遂暗中與全公主、太常全尚、将軍劉承謀劃準備誅殺孫綝，但因全尚妻子的告密，孫綝搶先兵圍皇宮。事後，孫亮被廢為會稽王，在位7年。
三、吳景帝孫休，孫權之子，生母王夫人。太平三年（258年），發動政變，罷黜孫亮為會稽王，擁立孫休為帝。永安七年（264年），孫休崩于建業，在位7年，享年三十歲。谥号景皇帝，葬于定陵。
四、吳末帝孫皓，南陽王孫和子（吳大帝孫權之子）。永安七年（264年），吳景帝孫休崩，雖孫休有四子，且有一子被立為皇太子，但是以時吳國正面臨着内憂外患，外有魏國的虎視眈眈，内有交趾舉兵作亂，而當時皇太子尚年幼，群臣認為他不足以應付這亂局，于是就擁立較為年長的孫皓為帝。天紀三年（279年）十一月，晉武帝令鎮軍将軍司馬伷、安東将軍王渾、建威将軍王戎、平南将軍胡奮、鎮南大将軍杜預、龍骧将軍王濬、巴東監軍唐彬等分六路大舉伐吳。天紀四年（280年），晉軍攻破建康，孫皓降，封歸命侯，在位16年。
綜上所述，三國時期十一位皇帝在位時間由長到短（不算天數，隻算年數）是這樣的：漢懷帝劉禅（41年）吳大帝孫權（24年）魏帝曹芳（16年）=吳末帝孫皓（16年）魏明帝曹叡（14年）魏文帝曹丕（7年）=魏帝曹髦(7年)=吳帝孫亮（7年）=吳景帝孫休（7年）魏元帝曹奂（6年）漢昭烈帝劉備（3年）。
由上可知，三國時期在位時間最長的是漢懷帝劉禅，他在位41年。最短的是漢昭烈帝劉備，在位僅3年。