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两晋时期，环首刀是晋国的主要装备，在史料中多有记载，但是两晋时期的文物相对较少，将实物与史料进行对应较为困难。
两晋史料中对环首刀记载虽然不多，但是对刀环的记载仍有一些，《晋书·赫连勃勃传》载：“又造百炼刚刀，为龙雀大环，号曰大夏龙雀，铭其背曰：古之利器，吴楚湛卢。大夏龙雀，名冠神都。可以怀远，可以柔逋。如风靡草，威服九区。世甚珍之。”龙雀其形象，汉、晋就已经做出了相应的解释，《文选·东京赋》：“龙雀蟠蜿，天马半汉。”薛综注：“龙雀，飞廉也。”《史记·司马相如传》中写作“蜚廉”，裴骃《集解》引晋郭璞注曰：“飞廉，龙雀也，鸟身鹿头者。”由此可知“龙雀”纹就是“飞廉”纹。“飞廉”形象在是一种鹿头鸟身的神兽，中国有翼神兽于秦汉时期就已经存在，明显是受到了西亚格里芬（Griffin）形象的影响，为人熟知的飞廉形象是何家村“鎏金飞廉纹六曲银盘”（图23），由此可认为“大夏龙雀”是一种环内有鹿头形象、环上装饰羽毛纹的环首刀。从有关赫连勃勃的“大夏龙雀”反映出环首内装饰明显也是对东汉风格的延续，但是较为值得关注的是，早期环内装饰风格是非常中国化的“龙、虎、熊、马、雀”，至北朝赫连勃勃时期，某些纹饰和风格明显开始接受西域风格，这样的风格变化与北方文化中开始大量接受佛教、北方游牧文化的输入有相当大的关系。
两晋南北朝史料中，仪卫志、舆服志、列传对环首刀都简称为刀。环首刀刀环使用方式有多次记载，北魏宣武帝时期，北魏宗室孝文帝六弟、彭城王元勰在永平元年（508）九月，为外戚高肇所诬，逼迫元勰饮毒酒自尽，元勰反抗，拒不饮，北魏宗室宰相令“武士以刀环筑勰二下” （《北史·彭城王勰传》） 。西晋征虏将军周莚诛杀族兄周续的时候，令手下郡传教吴曾动手，“曾有胆力，便以刀环筑续，杀之。” 《晋书·周莚传》 南梁萧衍时期，权臣高欢把持朝政，孙腾、司马子如、高岳和高隆之四人皆是高欢的亲信，政务也委托四人处理，因此四人号称“邺中四贵”，但是高欢觉得四人“专恣骄贪”，欲损夺其权，乃委派自己的儿子高澄为大将军、领中书监，移门下机事总归中书。因此邺中四贵不可避免地和高澄产生了矛盾。其中孙腾见到高澄，“不肯尽敬，澄叱左右牵下于床，筑以刀环，立之门外” （《资治通鉴·梁纪·高祖武皇帝》） ，高澄把孙腾拖下“床”（榻），用刀环“筑”孙腾。北齐武成帝高湛时期，“武成因怒李后，骂绍德曰：‘你父打我时，竟不来救！’以刀环筑杀之，亲以土埋之游豫园。”
这几处史料都记载环首“筑”人，说明环首刀的刀环在实际使用中不仅限于防止脱手，在朝堂可打人，同样在近身格斗中可用铁环击杀对手。
史料中对南北朝环首刀刀环形象有记载，《唐六典》中注“仪刀”一词“后魏曰长刀，皆施龙凤环”。“后魏”系鲜卑拓跋珪建立的北方政权，史称北魏，此史料说明北魏时期环首刀内装饰“龙凤纹”，这种形制明显是对曹魏、两晋的继承。《隋书·礼仪》载：
后周警卫之制，置左右宫伯，掌侍卫之禁，各更直于内。小宫伯贰之。临朝则分在前侍之首，并金甲，各执龙环金饰长刀。……中侍……皆金甲，左执龙环，右执兽环长刀，并饰以金。次左右侍，陪中侍之后，并银甲，左执凤环，右执麟环长刀。次左右前侍……并银甲，左执师子环，右执象环长刀。次左右后侍……并银甲，左执犀环，右执兕环长刀。左右骑侍……左执罴环，右执熊环长刀……刀并以银饰。左右宗侍……左执豹环，右执貔环长刀，并金涂饰……左右庶侍……左执獬豸环，右执獜环长剑，并金饰……左右勋侍……左执吉良环，右执狰环长剑。……行则兼带卢弓矢，巡田则与左右庶侍，俱常服，佩短剑，如其长剑之饰。……自副率已下，通执兽环银饰长刀。凡大驾则尽行，中驾及露寝则半之，小驾半中驾。常行军旅，则衣色尚乌。
“后周”由西魏权臣宇文泰建立，史称“北周”。从此段资料记载来看，北周宫廷仪卫大量使用环首刀和剑，并且根据仪卫官职的不同，环首的样式也不同，北周仪卫的环首形式有“龙、兽、凤、麟、师子（狮子）、象、犀、罴、熊、豹、貔、獬豸、獜、狰”共计十四种之多。隋朝建国立足于北周，故隋时期佩刀应该为北周制式，隋朝宫廷环首刀也是禽兽纹刀环，目前缺乏准确的北周、隋朝刀环考古实物。
北朝壁画与画像砖中有相当多的武士形象，2005发掘的山西大同东郊沙岭村7号墓壁画（图24）（ 徐光翼主编《中国出土壁画全集》，科学出版社2012年版 ），该墓为北魏太延元年（435），武士穿甲胄，手持环首直刀。山西大同明堂北朝艺术博物馆展出的一魏晋时期石椁，上绘画两武士，门右侧武士着甲胄（图25， 几苇渡摄 ），手持环首刀，其形象与沙岭村7号墓壁画几乎一致，其图像中环首刀更为清晰，明显能看出北魏时期的环首刀刃长直，刀尖斜直，柄缠绕丝缑，其形制脱胎于汉环首，在环的变化上与前朝有明显的不同。北周固原李贤墓中武士壁画（图26）也体现了环首刀形象（ 徐光翼主编《中国出土壁画全集》，科学出版社2012年版 ），武士戴平巾帻，身着裲裆甲，环首刀扛在右肩，刀未出鞘，鞘室包有数道鞘束。
北朝壁画中，武士似乎都喜欢将刀扛在肩上，与南朝的壁画中武士喜好将刀拄在地上有所不同。
南朝邓县墓室壁画、画像砖是南北朝时期表现南朝环首刀的重要文物。邓县画像砖中，武士都把环首刀扛在肩头上行军（图27）。南朝环首刀明显偏长，故行军时候不方便插在腰间；环首内有防止脱手的挽手绳；墓室门劵两侧绘有两个着裲裆铠的武士，手中持长环首刀（图28），刀身较长，鞘尾是一筒形结构。此种“门吏图”在山西东安王娄睿墓中也有出土（图29）（ 徐光翼主编《中国出土壁画全集》，科学出版社2012年版 ），其裲裆甲形制完全一样，但是绘制中未能显示出环的形象，其鞘室明显出现了多环鞘束结构，这个多环结构对隋唐刀剑鞘室有很大影响。邓县“门吏图”环首明显与一般的环首有差异，不再是传统的椭圆形，而是由三段弧形构成环体。陶弘景在《古今刀剑录》中称“连环”，其他古籍有称“屈环”“屈耳环”，此种“屈环”风格对后世环首影响巨大，唐宋刀剑环都是此种风格的延续。环首刀的柄中有三道柄束，柄束之间露出的花纹看似是豹纹，实际应该是鲛鱼皮，由于目前公布的此壁画是摹本，故有些细节丢失。从南朝这些文物信息中可知，南朝环首刀相对较长，长环首刀向仪刀转化，此种“屈耳”式样的环首形成了后期环首的主要风格。此种“屈耳”环首剑国内文博系统尚未公布，在国内武备收藏家中有此种风格藏品（图30， 珞珞如石先生藏品 ），其“屈耳”环三环与邓县门劵武士所持长刀一致，鞘室有道横束，刃体是六面剑形，这一细节非常特殊。此种“屈耳”环首不仅在中国南北朝广泛出现，对朝鲜半岛也有巨大的影响。日据朝鲜时期，对朝鲜半岛诸多王陵进行发掘，从中出土了大量的环首刀实物，这些环首多出自半岛三国时代（427—660），正值中原地区的南北朝时期，日本文博系统称此种风格为“三累环”，现存日本东京国立博物馆的编号为TJ-5236藏品“三累环头大刀柄头”（图31）就是朝鲜半岛典型器。
目前公布的南北朝古刀中，纽约大都会博物馆藏一只出自洛阳的凤首环长刀，鞘室装饰十七道鞘室横束，格为汉式剑格（图32）。据大都会博物馆提供的资料，此刀出土时被丝绢包裹，附在上面的土块粘有墓室中的朱砂，未经整理就被盗运至美国，大都会博物馆1930年入藏此剑。美国学者斯蒂文·格兰瑟曾经撰文推测此刀铸于公元600年左右，其中对环首凤纹的推测参考了朝鲜半岛和日本出土环首风格，后日本学者穴泽咊光、马目顺一发表了《由大都会博物馆所藏传洛阳出土的环头大刀论及唐长安大明宫出土品》一文，认为此汉式剑格系古董商后配。孙机先生认为剑格是原配，认为乐浪郡汉墓所出环刀就有剑格，徐州博物馆藏铜环首仪刀也具有剑格，加之当初洛阳刀盗运时候是未经整理整包带走，所以认为穴泽咊光、马目顺一的结论是推测，无实据。孙机先生认为大都会洛阳凤首环长刀大致应该是公元5世纪的作品，是在北魏太武帝破赫连勃勃的统万城后，学习了“龙雀大环”风格。从目前掌握的各种考古信息来看，此刀应该是相对准确的北朝时期作品。北魏宫廷在太和十八年（494）迁入洛阳，此种风格环首刀可能是在迁入洛阳之前由平城携来，也有可能是在洛阳制作。洛阳凤首环长刀就是隋唐史料称之的“仪刀”。“仪刀”一词来自隋朝，之前皆称长刀。凤纹环首青铜制作鎏金，柄束和鞘室横束都是银质，整体风格显示其品级较高，而此汉剑格是两汉时期较为朴素的剑格，整体品级明显弱于此刀，这是笔者认为此格系后配的第一个疑点；另外一个疑点是，在已知的南北朝、隋、唐壁画中，环首仪刀并无格出现，所以笔者同意日本两位学者的看法，此剑格系古董商后配。大都会此刀环首内有一单凤，口含珠，脑后有三羽，此种头有三羽、喙含宝珠的凤凰造型，大同北魏文明皇后永固陵的石雕中有相似的凤鸟图样（图33），两图样相比较，整体面部轮廓和细节不难看出其相似性。洛阳凤首环刀柄残留鲛鱼皮；鞘室左右两侧有银质封边，部分封边遗失，从鞘室的多横束结构来看，与北齐娄睿壁画中长刀接近。此时期的环首都是单独制作，插入柄中后，通过横向铆钉将环首、刀茎紧固。目前国内考古资料中较少披露南北朝环首造型，但是在朝鲜半岛和日本出土了大量同时期的龙、凤纹环首，日本此阶段的墓葬都称为“古坟时期”，日本学者对古坟时期出土的刀环研究文章有数百篇，日本学界称此类环首为“单龙、凤环头”，日本三木市窟屋一号墓出土凤环（图34），朝鲜半岛出土龙纹环首（图35），孙机先生还将百济武宁王陵、日本日拜冢古坟、奈良榛原町、前原古坟的凤纹环首进行比较（图36）。不难看出，朝鲜半岛和日本的凤鸟环首明显是受到了中原风格的影响，当然日本、朝鲜两地的环首有相当部分是本地制作，但是风格和意向都是对中原器物的模仿。只是国内出土此类龙凤环首极少，作为此种风格的创造者是较为遗憾的。
机缘巧合，笔者在西藏拉萨收藏到一只环首（图37），据货主言，来自青海，环体铜质呈黄色，环体为交错龙身，龙爪为三趾，环内双龙交首，此种环首在国内出现极少，目前文博系统尚未公布有此类实物。日本东京国立博物馆藏有日据朝鲜时期在朝鲜半岛发掘有此类环首（图38），东京国立博物馆根据发掘其他文物判断为朝鲜三国时代（427—660），对应中国为南北朝至唐时期。从青海出现的此环首来看，工艺细节不似中原工艺，明显是地方区域对中原工艺的一种模仿，这个时期的青海地区是属于吐谷浑、吐蕃控制的势力范畴，从这个环首上反映出当时中原文化对地方的影响。南北朝至隋唐的阶段，从青海到朝鲜半岛、日本的整个东亚地区，都流行此种风格环首刀。
南北朝时期是中国刀剑产生重要变化的一个时期。其变化主要有两个方向，一个是刀剑的悬挂方式发生了改变；一个是无环刀开始出现，这样两个变化对中国刀剑有着深刻的影响，直至今日。
中国佩剑、刀形式在南北之前都是贯璏式，剑璏固定于鞘室，剑带穿过剑璏拴于腰间，此种佩剑形式最早在中国公元前8世纪左右出现，至战国已经极为成熟，秦兵马俑铜车马驭手佩剑清晰地显示了战国至秦时期贯璏佩剑形式（图39），汉晋时期中国刀剑佩带形式都是贯璏式佩带。随着汉朝武力的扩张，此种佩剑形式通过丝绸之路向西亚、南亚、南欧传播，对欧亚大陆佩剑形式都产生了影响，同时期的萨珊沙普尔一世雕像（图40），印度贵霜时期神像（图41）都采用此种佩剑形式。
至公元4世纪左右，萨珊王朝逐渐开始流行双附耳形式佩带刀剑（图42， 大英博物馆藏品 ），此种双附耳形式应该是来自斯基泰文化，斯基泰人早期佩剑，在鞘室口部安置一附耳，悬挂于腰带，由于是单附耳，在骑马过程中鞘尾会来回甩动，斯基泰人会在鞘尾拴一绳子加以固定，此种结构逐渐演化成双附耳结构。北朝至隋唐时期，丝绸之路空前地繁荣，大量波斯、大食、西域的胡人组成商队，进入中国进行贸易，其中粟特人在丝绸之路上扮演着重要角色，在北周时期设立“检校萨保府”专门管理西域诸国事务，部分粟特人成为中原的高官，近年考古发掘的太原虞弘墓、西安安伽墓就是代表。随着胡人和西域文化的涌入，萨珊风格的双附耳佩刀模式在整个丝绸之路沿线得以流行，同时期的突厥、萨珊都开始采用此种佩挂形式，丝绸之路的重要节点片治肯特遗址考古发掘中，在蓝色大厅的壁画中，粟特贵族盘坐于地毯上，腰间配挂长短两只刀，都采取了双附耳形式（图43，@ 考古系大师姐 ），壁画中的突厥、波斯、唐、朝鲜使者所配带的刀剑都采取了双附耳形式。新疆博物馆保存的突厥石人像中也清晰地表现出了双附耳佩刀模式（图44）。双附耳佩刀形式随着粟特人的贸易从西域传至中国，新疆克孜尔石窟中壁画中的武士佩带双附耳佩刀（图45），显示了此种佩刀形制就是沿着丝绸之路向长安传播。
固原北周李贤墓中出土的李贤生前佩刀，是目前所发掘的北朝墓中出土的唯一完整的铁刀，对中国刀剑形制变化研究提供了重要的实物资料。李贤佩刀应该是本人较为看重的随身之物，也是北周时期最重要的一种佩刀形式，是中国环首刀和西域双附耳提挂形式结合的新型佩刀，研究此佩刀的细节，可以更深入地了解北周时期出现新型佩刀背后的历史因素。
李贤家族在北周、隋有着显赫的地位，史称李氏一门“声彰内外，位高望重，光国荣家”“自周迄隋”“隋为西京盛族”“冠冕之盛，当时莫比焉”。李贤及诸弟是西魏、北周的功臣，弟李远、李穆跻身于北周为数不多的柱国大将军之中。1983年发掘李贤墓时，在“棺椁间右侧有带鞘铁刀一把，环首，刀把包银，单面刃，已锈蚀不能拔出刀鞘。刀鞘木质，外表涂褐色漆，下部包银。银质双附耳，铜质刀珌，通长86厘米” （韩兆民《宁夏固原北周李贤夫妇墓发掘简报》，宁夏回族自治区《文物》1985年第11期） （图46-1）。李贤佩刀环首铁质，连同柄插入鞘室，鞘室口部外套银附耳提挂，附耳略呈弧形，前端略高，配表面有一圆形装饰，背后有一“］”型提挂，此提挂与鞘室呈15度左右的夹角（图46-2），这样的制作工艺非常有意思，其核心是因为刀用两条“皮襻”连接提挂，“皮襻”再挂于腰侧，为了保持“皮襻”不至于扭曲，故须将附耳后的“］”提挂做成倾斜角度，北周附耳结构中的倾斜提挂形式直接影响了隋、唐此类佩刀。此佩刀的附耳整体为银质，系一整体银板左右弯折后，在顶部合拢焊接，前后两端各加一边条装饰，刀琕是单独制作的一铜件套于鞘尾。此刀出土后，因为其特殊的柄部，引起了学界的一些思考，固原博物馆曾撰文认为“现存柄部过短，有所缺之处，锈毁所致”，并推测“原长应在1米左右” （宁夏固原博物馆《固原历史文物》，科学出版社2004年版第128页） ；李云河认为“此刀鞘有可能是通过丝绸之路传入的，被李贤所喜爱并用于收纳原来的佩刀，但由于佩刀本身较窄，因而插入刀鞘过深” （李云河《正仓院藏金银钿装唐大刀来源小考》，《西部考古》第七辑） 。这两种观点都值得商榷。笔者认为此刀和鞘是完整一套，并且是由北周制作并非由西域制作，这个柄显得短是因为此种刀并无刀格，柄端的柄束较小，柄的一部分已经插入了鞘室，故在整体上显得鞘室外就是环首。这样的柄结构并非是孤例，西安出土的窦皦墓唐初刀柄的结构与此刀完全一致。国内收藏家亦有此类北朝环首刀，马郁惟先生的藏品就是代表（图46-3）。
此种悬挂于腰间的佩带方式，诞生了新型配刀的称谓“横刀”。《隋书》载：“一百四十人，分左右，带横刀。”《唐六典》载：“横刀，佩刀也，兵士所佩，名亦起于隋。”这两处史料说明“横刀”就是北周时期就诞生的双附耳佩刀，隋唐沿用，“横刀”二字一直延续至《元史》中都在使用。
北朝时期还出现了另一种新型刀剑“无环横刀”，北齐武安王徐显秀墓（图47）、北齐东安王娄睿墓（图48）墓室壁画中都出现了无环横刀的造型，与固原李贤墓出土佩刀仅有环首差异。无环横刀的出现对后世影响深远，中国刀剑形制在这个时期产生了分水岭，从此无环刀和环首刀并存，并最终取代了环首刀。