我国在秦汉时代，汉字的变迁最为剧烈，大篆经过简化而创造了小篆；隶书在此时发展成熟；草书逐渐发展成章草；行书和楷书也在萌芽。随着文字的发展，书体出现多样化，书法家在此时也大量涌现。这段时期文字的变化和书法的成就，对以后书法产生了深远的影响。
我国现代出土发现的墨迹有帛书、简牍书，有壁画、陶瓶上的题字，还有其他实物资料如金属器铭文、石刻、砖瓦、漆器等遗文，这些都为研究秦汉书法提供了重要资料。
小篆又称“秦篆”，是秦代的官方文字。秦统一六国后，规定“书同文”。小篆形体长方，用笔圆转，结构匀称，笔势瘦劲俊逸，体态典雅宽舒，主要用于官方文书、刻石、刻符等。流传至今的秦代小篆作品中，石刻有《泰山刻石》《琅玡台刻石》《峄山刻石》《会稽刻石》等，相传均为丞相李斯所书。《琅玡台刻石》残存一面，现藏在中国国家博物馆；《泰山刻石》残存10字，现在山东泰安，这些都是典型的秦代小篆书法。其他刻石都为后代摹刻，已失原貌。刻符有《阳陵虎符》，体势和刻石相同，圆润浑厚。秦代权、量、诏版刻的都是始皇和二世的诏书，文字也是小篆，但由于刀刻和受当时民间书风的影响，风格比较质朴，笔画多为方折，线条瘦硬，锋棱俏丽。秦陶量文字都是用刻好的小篆戳子在陶坯上捺印出来的，笔画圆厚，可以与石刻相媲美。
帛书和简书是秦代主要的书法墨迹。湖北云梦睡虎地出土的秦简文字中，大都属于隶书。但有的字仍保留篆书的结构，是篆隶递变中的古隶。字形有长方、正方、扁方等变化，笔画浑厚朴茂，结构方圆相辅，书法工整端秀。湖南长沙马王堆汉墓出土的帛书，文字有的是篆书，书写年代有的为秦代。这些墨迹大多比较工整，可用来研究早期隶书的结构和用笔的特点。
据载，秦代书法家有李斯、赵高、胡毋敬、程邈等。李斯曾作《仓颉篇》，他取史籀大篆，创造小篆，对后代篆书影响很大。他的书法骨气丰韵，方圆妙绝，相传秦始皇巡游各地的刻石均由李斯所写。另传，赵高曾作《爰历篇》、胡毋敬曾作《博学篇》，他们都对小篆的创立作出了一定的贡献。程邈曾对隶书的规范作出了贡献。
汉代通行的字体约有三种：一是篆书，用于刻石、刻符以及高级的官方文书和重要仪典的书写，如天子策命诸侯、柩铭、官铸铜器铭文、碑上题额、宫殿砖瓦文字等；二是隶书，多用于中级的官方文书和经籍的书写，如天子尺一诏书、一般的经书和碑刻等；三是草书，用于低级的官方文书和一般奏牍草稿，如《永元器物簿》、武威的医药简、日忌、杂占诸简。其他一些文字如“古文”等，应用范围较窄。
在篆书方面，西汉碑刻篆书比较少，因丰碑大碣在西汉尚未兴起，留存今天的多是一些题刻，如《鲁北陛石题字》《况其卿坟坛刻石》《上谷府卿坟坛刻石》《郁平大尹冯君孺人墓画像石题记》等。篆书的形式逐渐由秦代的圆转逐渐趋向方正。东汉立碑之风兴起，著名篆书碑刻有《开母石阙铭》《少室石阙铭》《袁安碑》《袁敞碑》《祀三公山碑》等。东汉的碑刻篆书，书法结体茂密，体势方圆结合，用笔遒劲，与秦代刻石风格已经有所不同。《袁安碑》和《袁敞碑》中的字，笔画完好，书法宽博舒展，字体遒美。《祀三公山碑》一反小篆圆转匀称的特点，体势略参隶意，结体方正。汉代碑刻篆书最为丰富多彩的是碑额，有的结构方整奇肆，有的婀娜多姿，不仅风格多样，而且用笔也层出不穷，或圆转巧丽，或方折挺拔，或茂密，或疏朗，各具风貌，无一类同。比较著名的有《景君碑》《韩仁铭》《孔宙碑》《孔彪碑》《华山碑》《张迁碑》《鲜于璜碑》《尹宙碑》《袁博碑》《王舍人碑》等碑额。
汉代篆书另一丰富的宝库为铜器上的铭文。汉器铭文多先书写，再由工匠凿刻而成，因此笔画多为方折，转折处断而不连，使篆书呈现出另一种风格。但其结体和笔画仍然表现出多种多样的面目。如中山靖王墓中山内府铸造的铭文笔画粗壮雄浑，池阳宫行镫铭文典雅秀丽，曲成家行镫铭文较率直纤细，长杨鼎、黄山鼎铭文又比较端庄。新莽时期铸造的铜器铭文多为工整垂脚的方正小篆，结构舒展挺拔，风格典雅俏丽，《新莽铜量铭》《新莽铜嘉量铭》为最典型的作品。
汉代砖瓦文字大都是篆书，形体修长，富有装饰性，典型的如《长乐未央方砖》《单于和亲方砖》。这些瓦当文字大多随形书写，独具匠心，使篆书赋予浓重的装饰趣味。
在汉代出土的篆书墨迹不多，甘肃敦煌出土的干支简、武威磨咀子汉墓的旌幡、居延出土的张掖都尉启信等，都为结构方正的篆书，用笔细瘦方硬。湖南长沙马王堆汉墓帛书中有部分是汉初的篆书，可以说是带有隶书意味的篆书。
我国的隶书起源很早，可以上溯到战国时代。1980年四川青川郝家坪出土的战国时期的木牍，其中很多字画已是隶书的体势和写法。至秦代，隶书在民间已比较流行。它在民间经过不断的改正和完善，到汉代已经发展到最高阶段，成为汉代的主要字体。秦代到西汉初期，是隶书的古隶时期，西汉石刻除一部分是篆书，其余多为篆隶递变过程中的古隶，如《杨量买山地记》《五凤二年刻石》，其结构已是隶书的体势，但笔画尚未见典型的波磔。西汉末期和东汉时期，隶书发展到成熟阶段。这时隶书形体由长方趋向宽扁，由纵势转向横势，笔画已趋工整，波挑也更为完美，而点画俯仰呼应使隶书的艺术性达到和谐完美的境界。这时期比较成熟的隶书如河北定州40号汉墓西汉宣帝时期（公元前73-前79年）的简书，青海大通县115号墓宣帝时期的简书，敦煌出土西汉天凤元年（公元前14年）的木牍等。东汉隶书用笔技巧更为丰富，在波挑中充分发挥笔毫的变化，提按顿挫，起笔止笔表现出蚕头雁尾波势的特色。在结构上疏密的变化，点画的呼应，更加呈现出隶书复杂多变的姿致，而风格也更为多样。
汉代隶书的主要墨迹为简牍和帛书。从已出土的汉简来看，工整谨严的隶书多见于先秦典籍和官方诏令，如居延出土的《尧典》残简，罗布泊出土的《论语》残简，武威出土的《仪礼》简，河北定州出土的《论语》简，武威出土的《王杖诏令》简，甘谷出土的桓帝延嘉元年(公元158年)《诏书律令》等。居延出土汉简，多为修筑边塞、屯田等内容，书写比较草率，似多不经意，而书写面貌也各不相同。
东汉碑刻最能代表隶书成就。东汉盛行立碑刻石的风气，碑本身就是一件石刻艺术品，碑的重要部分——碑文，要和碑构成完美的艺术形式，因此，特别重视。东汉碑刻隶书，大体可分为两大类型：一是字形比较方整，而法度严谨，波磔分明；二是书写比较随意自然，法度不十分森严，有放纵不羁的趣味。
前者又可分为两种风格：一是倾向端庄秀丽的风格，刻得比较细腻，笔毫效果较明显，笔画波磔分明，结体方正，笔画顿挫有致。代表有结体工整，风格浑厚典雅的《史晨碑》；书体宽扁，风格秀雅的《张景碑》；点画俯仰有致，风格典雅华美的《华山碑》；讲究左右布势，用笔圆转，有篆书笔意的《孔宙碑》；笔画圆健，有楷书笔意的《尹宙碑》；格秀劲风的《朝侯小子残碑》；结体内敛，横画左右开张的《郑固碑》；体势方整，笔画丰厚，风格端庄的《熹平石经》。此外，属于这种风格的还有《韩仁铭》《李孟初碑》《阳嘉残碑》等。这一类中还有一种风格比较秀丽的，如《曹全碑》《孔彪碑》等。二是倾向古朴雄强的风格，刀刻的效果较明显，笔画呈现方棱，转折斩齐，结体方正。比较有代表性的碑刻有《鲜于璜碑》，用笔方折，气势雄强，严谨中又带有自然的姿致；《张迁碑》，体势方正，有骄横不可一世的气概；《幽州书佐秦君石阙》，方折有力，气势非常雄强；《景君碑》，笔画平直方硬，直笔下垂如悬针，在汉代隶书中很有特色；《张寿碑》，字体遒劲方整；《衡方碑》，结体宽绰，笔画肥厚古拙；《西狭颂》，体势方整，笔画顿挫浑厚；《郙阁颂》，书法方整，雄浑而有气魄；《校官碑》，用笔沉郁雄厚，风格古厚茂密。
后者也可分为两种风格：一是书写草率随便，字形大小参差不一。二是由于写在崖壁上，为不平整的石面所限制，所以随石书写，有自然不拘的效果。其代表石刻有《三老忌日碑》《马姜墓志》《芗他君祠堂刻石》《冯君阙》，以及各地出土的黄肠石。摩崖刻石，完全是依岩壁石势来书刻，所以有意想不到的效果，如《鄐君开通褒斜道刻石》《石门颂》《杨淮表纪》等都属于这一类。《礼器碑》是兼有上面两种风格的汉隶书，全碑细劲雄健，在端庄中略带秀丽。
汉砖隶书，有一种刑徒墓砖，是记载服劳役的刑徒死后随葬的题记，文字都用刀随意刻成，和捺印的砖文不同。
捺印文字比较方正古朴，而刑徒墓砖文字比较草率随意，书写和镌刻没有行格，笔画任意纵横错落，有一种奔放不羁的趣味，可能是民间书法家或工匠所书刻。
隶书到东汉末年，由于过分追求形式和装饰性，波挑矫揉造作，而结构板滞，缺乏生趣，于是开始走向下坡路。这种趋势到魏晋时代更甚，这样隶书的衰落成了必然的趋势。
秦、汉的草书是中国草书发展史中的章草时期。汉代早期的草书，是隶书（古隶）的简易、急速的书写。这种草书可以从《神爵四年简》见其大概，这时期的草书为草隶或隶草阶段。
东汉时期草书逐渐出现波磔，这时草书可以从武威出土的医药简牍，敦煌出土的《可以殄灭诸反国》简见其大概。至曹魏、西晋，草书经过书法家的不断加工，形成有一定规律的草法，后代称这类草书为章草，以区别东晋盛行的今草。
章草在东汉已普遍流行，除出土大量草书简牍外，如《急就章砖》《公羊传砖》《马君兴砖》，以及安徽亳州出土的曹氏墓砖，都是用章草书刻，可知东汉章草在民间相当流行。
汉代著名书法家有史游、曹喜、杜操、王次仲、崔瑗、张芝、蔡邕、师宜官、刘德昇、梁鹄等。史游曾以隶书草写作《急就章》。曹喜是东汉章帝时人，记载说他工于篆书，创悬针垂露法。杜操以擅章草著名，崔瑗曾学他的草书，后人并称崔杜。崔瑗擅章草书，著有《草书势》。张芝擅长章草书，唐张怀瓘《书断》说他创今草，并称他为“草圣”。王次仲擅长隶书，《书断》说他以隶草作楷法。蔡邕擅长篆隶，创飞白书，曾参加书写石经。师宜官擅隶书。刘德昇，记载说他创造行书，虽是草创，丰赡华美，风流婉约，独步当时。梁鹄擅隶书，书法为曹操所欣赏。
汉代有的书法家名不显著，但见于碑刻，如郭香察书《华山碑》、仇靖书《西狭颂》、仇拂书《郙阁颂》、纪伯允书《武斑碑》等。
