三国吴太二年（公元357）分长沙西部都尉设置衡阳郡。益阳属于衡阳郡。这时间置南部处所设新阳县（即今宁乡），公元266年又从西部处所分设高平县（今新化跟新邵县的一部分），益阳县领土开端缩小。
公元280年，晋灭吴后，分世界为20州，益阳属荆州。南朝宋时（公元420年），改衡阳郡为国，益阳属于衡阳国。