宋代由於戰爭不斷，對火器的需求也日益增加，國家也加強了對火藥的研究和生產。並設立了專門製造火藥的國防工場，製造技術嚴禁外傳。11世紀編成的《武經總要》，詳細記載了火藥和火器的製造。書中記錄了三種火藥方子：“毒藥煙球法”含有13種成分；“蒺藜火球法”，含有10種成分；“火炮火藥法”含有14種成分。它們分別以不同的輔料，達到易燃、易爆、放毒和製造煙幕的不同目的。另外，書中還簡要記述了當時火藥的原料配比，其中硝石的比重已經超過了硫磺和木炭的總和，接近於現代黑色火藥的比例。
宋神宗時朝廷設置了軍器監，統管全國的軍器製造。軍器監雇傭工人四萬多人，監下分十大作坊，生產火藥和火藥武器各為一個作坊，並占有非常重要的地位。史書上記載了當時的生產規模：“同日出弩火藥箭七千支，弓火藥箭一萬支，蒺藜炮三千支，皮火炮二萬支。”這些都促進了火藥和火藥兵器的發展。
到了南宋時期，火藥的使用越來越普遍，火器也得到了進一步的發展。為了防禦金兵的侵擾，南宋的軍事家們不斷改進武器。南宋初，宋高宗紹興二年（1132年），有一個叫陳規的軍事學家，發明了一種管形火器——火槍，這在火器史上是一大進步。
火槍是由長竹竿作成，先把火藥裝在竹竿內，打仗的時候，由兩個人拿著，點燃火發射出去，噴向敵軍。這是我國最早出現的管形火器，有了管形火器，人們就可以比較準確地發射和適當地操縱火藥的起爆了。陳規守安德時就用了“長竹竿火槍二十餘條”。
火槍發明以後，經過不斷的改進，到了南宋末年，又有人發明了突火槍。1259年，壽春地區有人製成了突火槍，突火槍是用粗竹筒做的，這種管狀火器與火槍不同，火槍隻能噴射火焰燒人，而突火槍內裝有“子巢”，火藥點燃後產生強大的氣體壓力，把“子巢”射出去。“子巢”就是原始的子彈。突火槍開創了管狀火器發射彈丸的先河，成為近代槍炮的開端。現代槍炮就是由管狀火器逐步發展起來的，所以管狀火器的發明是武器史上的又一次大飛躍。
宋代的火器已經發展到相當高的程度，可以作為中國古代火器的代表，是中國火藥製造與使用技術的標誌。
3. 明代
到了元明時期，宋代原始的管狀火器開始改用金屬來製造，竹製的突火槍改用銅或鐵來打造，鑄成大炮，稱為“火銃”。1332年的銅火銃，是世界上現存最早的有銘文的管狀火器實物。
這些火銃主要分為兩類，一類是口徑小、細長輕便、銃尾安裝木柄、由單人持擊的手銃，用來發射石製或鐵製的散彈。另一類是口徑大、粗短較重、需要安於架上、發射球形彈丸的碗口銃。這兩種火銃後來分別演變為槍和炮。火銃是中國古代第一代金屬管形射擊火器，它的出現，使火器的發展進入一個嶄新的階段。
明代在作戰火器方麵，發明了多種“多發火箭”，如同時發射十支箭的“火弩流星箭”；發射三十二支箭的“一窩蜂”；最多可發射一百支箭的“百虎齊奔箭”等。明燕王朱棣（即明成祖）與建文帝戰於白溝河時，就曾使用了“一窩蜂”。這是世界上最早的多發齊射火箭，堪稱現代多管火箭炮的鼻祖。
值得提出的是，根據茅元儀《武備誌》一書的記載，當時水戰中有一種名叫“火龍出水”的火器。這種火器可以在距離水麵三四尺高處飛行，遠達兩三裏。這種火箭用一根五尺長的大竹筒，做成一條龍，龍身上前後各紮兩支大火箭，腹內藏數支小火箭，大火箭點燃後推動箭體飛行，“如火龍出於水麵”。火藥燃盡後點燃腹內小火箭，從龍口射出。擊中目標將使敵方“人船俱焚”，這是世界上最早的二級火箭。
另外，該書還記載了“神火飛鴉”等具有一定爆炸和燃燒性能的雛形飛彈。“神火飛鴉”用細竹篾綿紙紮糊成烏鴉形，腹中裝有火藥，由四支火箭推進，可飛百餘丈，著陸後可以燒敵人的軍營糧草。它是世界上最早的多火藥筒並聯火箭，它與今天的大型捆綁式運載火箭的工作原理很相近。
明朝時候，技術水平最高的火箭，發射出去還能再飛回來。這種火箭叫“飛空砂筒”。根據《武備誌》記載，這種火箭是把裝上炸藥和細砂的小筒子，連在竹竿的一端；同時，再用兩個“起火”一類的東西，一正一反地綁在竹竿上。點燃正向綁著的“起火”，整個筒子就會飛走，運行到敵人上方時，引火線點著炸藥，小筒子就下落爆炸；同時，反向綁著的“起火”也被點著，使竹竿飛回原來的地方。這種“飛空砂筒”，不但是一種兩級火箭，而且還能飛出去又飛回來，設計非常巧妙。
我國的這些火藥武器在當時都是最先進的。元初成吉思汗和他的子孫們就是憑借這些武器稱王於中亞、波斯等地，揚威一時。但是在我國，火藥除了應用於武器製造之外，還廣泛應用於娛樂方麵，如爆竹、流星、煙火等遊藝。《事物紀原》中就曾記載“魏馬鈞製爆仗，隋煬帝益以火藥為雜戲”，北宋以後，這方麵的記載就更多了。《會稽誌》一書中提到：“除夕爆竹相聞，亦有以硫磺作爆藥，聲尤震厲，謂之爆仗。”在我國民間還有在一二丈高的木架上施放的煙火，這種煙火與今天施放到天空中的煙火不同，燃放時間可長達兩三個小時，其間可出現各色燈火、流星、炮仗等，有時還有重重帷幕下降，出現亭台樓閣、飛禽走獸等布景。