五代十国时期，特殊的战略位置决定河南再次成为各方争夺的焦点。五代均建都河南，后梁都汴（今开封）、后唐都洛阳，后晋、后汉、后周皆都汴。政权频繁更替，战乱经年不断，河南人民苦不堪言，中原地区的社会、经济、文化遭到巨大破坏。十国政权中，南汉建立者刘䶮是上蔡人，历4帝55年，统治广东、广西地区；前蜀建立者王建是陈州项城（一说许州舞阳）人，统治四川、甘肃东南、湖北西部地区。
960年，生在河南、长在河南、成名在河南的后周大将赵匡胤，在开封东北的陈桥驿发动兵变，夺取了后周政权，建立宋朝，定都开封，史称北宋。赵匡胤以河南为根据地，发动统一全国的战争，到979年征服北汉，完成了统一大业。
在宋太祖赵匡胤发动兵变、统一全国、巩固政权的过程中，洛阳人赵普发挥了很大作用。赵普在后周时，为赵匡胤幕僚，曾帮助策划陈桥兵变夺取政权，是宋代开国功臣。964年任宰相。他建议选拔各地精兵充禁军，削弱地方武装；实行更戍法，经常变换军队防地，使兵将分离；杯酒释兵权，解除石守信等名将重臣的兵权。这些措施对于巩固宋初统治起到了很大作用。他帮助宋太祖制定先南后北统一中国的方略，主张对辽国采取积极防御的政策，反对出兵收复燕云。宋太宗时又两次为相。赵普3次为相，政绩卓著，成为宋代名相，但其少时为吏，读书不多，世人称其“半部《论语》治天下”。
北宋时期河南处于全国政治中心地位，中央政府的一举一动对河南都有直接影响。在内政方面，包拯的严法善政和王安石的变法对河南影响至深至广。1057年，包拯调任权知开封府，他清正刚毅、执法如山、不畏权贵、伸张正义，在开封留下许多脍炙人口的正义故事，至今仍在民间广为流传。宋神宗熙宁年间的王安石变法，与河南的关系特别紧密。颁布实行均输法的首要目的就是解决首都开封的物资供应问题；市易法和免役法都在开封首先施行；差役法、保甲法也都在开封地区试行取得经验后推广全国；农田水利法推行时，汴河得到大规模修浚，使两岸州县瘠土变沃壤，产量倍增；方田均税法、青苗法也首先从京东路开始实施，然后逐步推广。王安石变法触犯了官僚贵族和巨商大贾的利益，最终失败了，但它在历史上具有进步意义，对河南地区经济、文化的发展起到了一定推动作用。
北宋时期，河南虽然不再是全国的经济中心，但作为政治文化中心，农业、手工业和商业的发展，在北方地区还是比较快的。宋朝的“四京”中，东京（开封）、西京（洛阳）、南京（商丘）在河南境内。开封是全国最大、最繁荣的城市，也是当时世界上最大的城市，鼎盛时人口超过170万。市内店铺林立、车水马龙、夜市繁盛，既是全国政治军事中枢，又是闻名世界的经贸大都会。另外，陕州、郑州、河阴（今荥阳北）、怀州（沁阳）、卫州（汲县）、宋城（商丘）、滑州、相州（安阳）、濮阳、光州（潢川）、蔡州（汝南）、南阳、淮阳、许昌等都是在全国影响很大的城市，汝州、阳翟（禹县）是风靡全国的瓷业中心。
宋中叶以后，官营手工业主要集中于中原，河南的手工业发展在许多方面保持重要地位。开封、洛阳有规模很大的纺织工场，开封绫锦院集中了全国最好的工匠，有纺织机400张，工匠上千人，产品供宫庭、官府用。中原又是当时全国陶瓷中心。后周时，管城（今郑州）生产的青瓷“青如天，明如镜；薄如纸，声如罄”，为誉满全国的名产佳品。宋代5大名窑中，河南有官、汝、钧3个。官窑为青瓷，供宫庭用；汝瓷有“雨过天晴云破处，金盘玉碗世称宝”之称，当时流传日本、朝鲜等地；钧瓷以明脂、朱砂为最。其他如修武当阳的瓷窑、鹤壁集瓷窑、邓州瓷、汲县的河北窑都各具特色。河南也是当时重要的冶铁区，团钢等先进技术出现，南阳、邓州、舞阳、卢氏、渑池、虢州（今灵宝）、林县等都分布有冶铁点，林县有冶铁遗址3处，南召县有5处。
宋代是中国科技文化发展的高峰时期。在科学技术领域，河南地区在全国处于遥遥领先地位。
瓷器制造达到新的技术水平，不仅规模大，而且工序明确，瓷器结构也有创新，一次点火可以焙烧出25000件。煤炭生产技术比较系统和完善，在建井、巷道布局、支护、提升、照明、通风和排水等方面已经创造出一整套的科学方法。开封城中“尽仰石炭，无一家燃薪者”，怀州（今沁阳）九鼎渡是一个很大的煤炭集散中心。建筑技术在全国处于领先地位。北宋都城分宫城、内城和外城，外城周围40里，有城门12座、水门6座，汴河、蔡河、五太河、惠通河流经城区，城防结构严密，气势宏伟。在施工方法上也有独到之处。公元1015年皇宫遭火灾，丁渭采用运筹法进行修复。先挖街成沟，取土填地基，然后引汴水入沟，水运建筑材料，竣工后再将废料填入沟内修复大街，取土、运料和处理废料统筹安排，达到经济而有效的使用人力、物力和缩短工期的目的。管城（今郑州市）人李诫全面总结前人的经验和当时建筑技术编着出长达36卷的建筑学巨著——《营造法式》，对后来建筑技术的发展产生了深远的影响。
中国四大发明之一的火药，在宋代已经开始运用到军事上，对人类社会的发展产生了巨大影响。开封是当时全国医学中心，名医国手云集一城，城中还有政府开设的和剂局、惠民局、熟药局等，售药以济四方。河南地区名医辈出，睢阳（今商丘）王怀德，医道高妙，宋太宗令他和岭南神医陈昭遇等人编辑古今名医验方万条，赐名为《太平圣惠方》，亲制御序，并颁行天下。开封名医许希最擅针灸，宋仁宗患病，久治无效，许希仅用3针就使疾病全消。当时，开封不仅设有医学专门学校，而且医学分科越来越细。神宗时太医局已分9科，各擅专长，这在医学发展史上也是一个很大的飞跃。
河南地区的教育事业在北宋取得了突飞猛进的发展。开封是当时全国的教育中心，在国子监下设置教授经学的国子学、太学，兴办传授各种专门知识和技术的武学、律学、医学、算学和画学。据记载，仅开封医学就有学生300多人，分设方脉、针、病3科。河南地区民间讲学的书院也红火起来。北宋开国之初的四大书院中，河南独占两个。名列首位的嵩阳书院座落在嵩山南麓，司马光曾在此讲学和撰写《资治通鉴》，程颢、程颐、范仲淹等都在这里讲过学。与嵩阳书院相媲美的睢阳书院，位于今商丘县。宋真宗赐名“应天府书院”，取得了官学地位，“州郡制学实始于此”。河南伊川人程颢、程颐2兄弟（世称“二程”），从儒家经典中精选出《大学》、《中庸》、《论语》、《孟子》，作为经学教育的基础教材，而后成为中国封建社会学校教育的主要教科书。伊川二程不仅为教育事业做出了贡献，而且还是在中国思想史上占据重要位置的程朱理学的奠基人。二程学说，后为朱熹继承发展，世称程朱学派。后人将二程著作合编为《二程全书》。
北宋时期，勾栏瓦肆开始出现于开封，游艺花样繁多，夜市通宵达旦。杂乐百戏、傀儡戏、说诨话、讲故事等各成家数，中国的戏曲随之成熟。洛阳人尹洙、郑州人梁周翰、洛阳人安德裕等都是诗文革新运动的中坚人物。“阳城三子”崔德符、陈恬、鲜于绰以诗文闻名于世。洛阳人陈与义的诗思想深沉，感情真挚、意境高远，对陆游和辛弃疾都产生过很大影响。雍丘（今杞县）人宋庠、宋祁2兄弟以文学名擅天下，时称“二宋”。洛阳、开封自五代起已成为河南的出版中心和全国的出版中心之一。
宋代的绘画艺术在唐人的基础上有了很大发展。宋初，在开封设立翰林图画院，网罗了天下着名画家，张择端在此创作出传世的《清明上河图》。开封画院设有木屋、花竹、鸟兽、山川、人物、释道6门专业课程。河南地区也产生了不少着名画家，在中国绘画史上占据着重要地位，并留传下来不少优秀作品。洛阳郭忠恕所画楼台木石精妙绝伦，一时无出其右者，他画的殿阁亭榭，匠师们就图对物所算，比例不差分毫，对他的画技无不惊佩，视其为奇人，称之为神仙。孟津武宗元擅画人物，行笔如流水，运彩如行云，所画人物神采飞逸富有生气，时人视为神品，称之为宋代的吴道子。还有洛阳王兼济、宋道、宋迪，开封吴之瑜、屈鼎、王诜、傅文，温县郭熙，禹县燕肃，孟县李迪，以及宗室赵伯驹、赵伯骕、赵令稂等十余人，都在画坛上颇具影响和成就。此外，孟县李唐的历史事画和风俗人物画，对元明清插图画和年画的发展产生了直接的影响。…
