最初，在政事堂办公的官员只有三高官官，也就是中书令、侍中、尚书左右仆射。后来，皇帝也自己也派遣一些代表参与其中，也就是参知政事、同中书门下三品等，他们和三高官官一起办公，地位相等，也被视为宰相了。由于皇帝不断派遣代表驻扎在政事堂，使得政事堂的人越来越多，也就是宰相越来越多。一般而言，唐朝同时存在的宰相有十多名，在710年竟然多达27名。
如此，政事堂的机构越来越庞杂，分权越来越细，皇权自然更加得到了保障。723年，唐玄宗将政事堂改名为了中书门下，并设置吏、枢机、兵、户、刑礼五房作为其具体的行政机构。这实际上就是将尚书省管辖的六部迁徙到了政事堂，尚书省的执行权就名存实亡了，中书门下成为了最高的行政机构，掌握决策、执行大权，相权再次集中。中书门下的形成，也标志着三省六部制开始向二府三司制过渡了。
唐朝最初的宰相就是三高官官，政事堂形成后，宰相的数量增加，其官职称号也非常复杂，有参知政事、平章政事、同掌机务、参知机务、参掌机密等，最多时候，名号竟然多达40多个。到了唐肃宗时期，正宰相的名称确立为了平章政事，此政策一直延续到了宋朝和元朝，一直到朱元璋废宰相为止。
宋朝初期，继承了唐后期的制度，最高行政机构就是中书门下，其宰相为平章政事。从唐朝后期以来，由于藩镇割据和财政危机，因而军事和财政机构的地位得到了空前的提高，对宋朝产生了重要的影响。
在军事方面，唐玄宗在边疆设置了十镇节度使，集中了全国大部分的精锐部队。安史之乱爆发后，为了限制节度使的军权，唐玄宗以宦官担任监军去指挥、调动军队。唐代宗时期，设置枢密使，同样以宦官担任，宦官开始掌握部分兵权。
到了唐后期，利用手中兵权控制了朝政，枢密使也就是掌握全国兵权的人物了。到了五代，设置了枢密院，成为了正式的军事机构。宋代，继承了五代制度，枢密院是全国最高军务机构，和中书门下并称“二府”。
唐朝后期，北方经济破坏，财政收入不足。于是唐朝派遣转运使在江南地区经营财政，并将地方的粮食、钱财运输到中央；同时，推行盐铁专卖，增加财政收入，而管理财政的官员就是盐铁使。
因为国家财政的依赖很大，转运使和盐铁使得权力就不断提高。到了后来，就干脆将管理户口的户部、管理盐铁的转运使、管理财政支出的度支合并为一个机构，并称三司，其长官为三司使，总览天下财政。而转运使则是三司在地方的机构。
如此，北宋初期的机构也就分为了中书门下、枢密院、三司，合称“二府三司”。二府三司体制形成后，中书门下的兵权、财权都已经被剥离，再一次实现了分权。
另外，北宋还在平章政事之外另外设置参知政事作为副宰相，以分割宰相行政权。其他机构内部也同样分权严重，如三司内部时而就废除三司使，让盐铁、户部、度支相互牵制；枢密院内有枢密使和枢密副使等相互牵制。比起三省六部制来，二府三司的分权现象更加细致。
然而，严重的分权也使得行政效率更加低下。同时，机构冗杂，官员过多，给国家带来了严重的财政负担。
在宋神宗时期，精兵简政成为了改革的一大政策而精兵简政的一个重要内容就是要裁汰官员，减少机构。元丰年间，宋神宗恢复了三省六部实权，如将三司并入了户部，剥夺了枢密院的兵权。如此，三省六部制又重新复活了，并且一直影响到了明清。
南宋时期，继续在元丰改制的基础上进行改革。为了进一步提高行政效率，南宋又再次让三省合署办公。1130年，宰相开始兼任枢密使，到1205年，“以宰臣兼使，遂为永制”，于是宰相就同时掌握行政、财政和兵权了。南宋的精兵简政，使得机构减少了一半以上，大大减轻了国家财政负担，提高了行政效率。
不过，带来的弊端同样明显，南宋就开始出现了北宋未曾出现的权臣，例如贾似道。
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