到了五六千年前，黄河流域的原始农业进一步发展，黄河中下游人口持续繁衍，逐渐成为中原经济文化的中心。夏、商、周王朝相继在这里建立了强盛的国家。夏、商、周属奴隶制时代，历时1300多年。这个时期的农业较原始农业有了一定的进步，但仍处于粗放农业阶段。
夏代是原始公社开始解体并逐渐走向奴隶社会的时代。私有财产已经萌发，土地制度由农村公社制蜕变为奴隶主国家所有制。国王拥有全部土地，并将其分封给诸侯和臣属，最后由“庶民”进行耕种，即所谓“普天之下，莫非王土。率土之滨，莫非王臣”。由于国家统治形式的确立及分层分区管理，从而在制度上促进了农业生产的发展。夏代政府机构中设立有专门掌管水利灌溉的官职。有组织的奴隶劳动为水利工程的建设提供了必不可少的人力。因此，夏代大规模治河导水及沟洫体系的建设，对当时农业生产的发展起到了积极的推动作用。大禹治水的故事便是这一历史的生动写照。夏代人民还首开天文科学，并根据农耕经验，结合农事发展，制定了指导和规范农业生产的历书和历法。当时谷物酿酒业已形成，成为农产品加工的先声。陶器的发明为谷物食料的处理提供了有效方法，也为金属冶炼创造了基本条件。夏代后期，青铜器已经出现，对后来农业生产工具的变革产生了划时代影响。
商代是奴隶制的鼎盛时期，它持续了600多年，是我国历史上存在时间最长的一个王朝。商代的社会经济和科学文化都有长足发展，农业已成为社会主要生产部门，农具制作较夏代更为精细。商后期农具除木、骨、石器外，已有少量青铜农具。商代还开创了井田制，以630亩地划为9区。1区70亩为公田，其余8区各授一家，借8家之力助耕公田，私田不再纳贡。这一赋税形式，对解放奴隶生产力无疑具有积极的促进作用。
公元前11世纪，西周取代商朝，中国步入一个由奴隶社会向封建社会的大转变时期。西周继续实行分封政策，促使封国户口增殖，田地扩大，富源开阔，农业生产有了长足的进步。
西周继承夏代沟洫和商代井田体系，施行井疆沟洫制。木制农具和青铜农具均有大量增加。随着中原人口的增加，作物种类也日趋多样化。除谷、豆、麻之外，蔬、果种植发展迅速。蔬菜品种有直根类、薯芋类、嫩菜类、葱类、柔滑及香生菜类多种。果树有落叶果树带和落叶常绿果树混交带果树品种40余种。
在畜牧业方面，西周已发明了马匹去势术，牲畜内外科病症的治疗也积累了初步经验。在林业方面，西周时注重用养结合，设有“虞人”，专司护林工作，并对树木采伐年龄及采伐季节作了规定。
西周时代国家上层建筑已相当完备。各级组织均有首长领其事，如闾师、闾胥、族师、乡大夫、乡师等。他们经常的工作就是向村社农民传达政府命令并组织农民从事生产活动。