在解放战争后期，为适应进军形势，根据不同的情况，中共开始在被解放地区对旧有省级行政区划进行了较大幅度的改革和调整。1948年辽沈战役胜利后，东北全境解放，东北人民政府在民国时期东北9省及热河省的基础上，于4月21日公布6省4直辖市1行署区的新行政区划，即辽东、辽西、吉林、松江、黑龙江、热河6省；沈阳、抚顺、本溪、鞍山4直辖市并设立了旅大行署区。此前，在1947年5月1日于乌兰浩特市成立了内蒙古自治区，辖区为今内蒙古的东部地区。
1949年5月，华北完全解放，华北人民政府于1949年7月召开会议通过关于变更华北行政区划等决议，撤销冀东、冀中、冀南、冀鲁豫、太行、太岳、太原等七个行政区，以旧省界为基础，并照顾到经济条件、历史关系及自然条件等划分为河北省、山西省、察哈尔省、绥远省，并于鲁西南、豫北、冀南衔接地区成立新的平原省。1949年5月华东解放区根据长江南北新老解放区的不同特点，决定原江苏、安徽2省暂不恢复，以长江为界分别设置苏北、苏南、皖北、皖南4个行署区。
这样，截至中华人民共和国成立前，全国一共有49个省级行政区，分别是，30个省：河北、山西、平原、察哈尔、绥远、辽东、辽西、吉林、黑龙江、松江、热河、山东、浙江、福建、台湾、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、四川、西康、贵州、云南、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆；12个直辖市：北京、天津、沈阳、鞍山、抚顺、本溪、上海、南京、武汉、广州、重庆、西安；5个行署区：旅大、苏南、苏北、皖南、皖北；1个自治区：内蒙古自治区；1个地方：西藏。
1、省级行政区最多时达53个
中华人民共和国成立后，因全国各地情况复杂，对省级行政区划的调整较为频繁。四川全省直到1949年12月解放，1950年，中央人民政府撤销四川省，设立川南、川北、川东、川西4个行署区，原西康省的昌都地区，民国时期实际上受西藏地方政府控制，解放军在1950年10月取得胜利的昌都战役，不仅使昌都地区得到解放，还为和平解放西藏创造了政治条件，1951年1月1日，设立中华人民共和国昌都地区人民解放委员会，由政务院（后来的国务院）直接领导，在纳入西藏自治区以前，作为省级单位存在。
1951年5月23日，《中央人民政府和西藏地方政府关于和平解放西藏办法的协议》在北京签字；10月26日，人民解放军进驻拉萨，西藏和平解放。西藏作为省级单位，仍称西藏地方。这样，原来的49个省级行政区到1951年达到53个，成为历史最高点。
1952年8月，中央人民政府委员会第17次会议决定恢复安徽省和四川省，撤销皖北、皖南、川东、川西、川南、川北人民行政公署。1952年11月15日，中央人民政府委员会举行第19次会议，通过了《关于调整省区建制的决议》，1952年12月1日，平原省被正式撤销，新乡、安阳2市和新乡、安阳、濮阳3专区及东明县，共31县划入河南省，把菏泽、聊城、湖西3专区及25县划入山东省。
这次决议还决定撤销察哈尔省，把察北、察南专区16县及张家口、宣化2市划入河北省，把大同市及雁北专区所辖13县划入山西省；撤销苏南、苏北行署区，恢复江苏省，南京直辖市改为江苏省辖市，并定为省人民政府驻地。
1953年7月18日经政务院批准，将松江省属哈尔滨市、吉林省属长春市改为中央直辖市，同年11月新疆迪化市更名为乌鲁木齐，1954年4月中央决定撤销绥远省建制，划归内蒙古自治区。
1954年，中央在撤销六大行政区的同时又对省级行政区作了调整，辽东、辽西两省所辖区域在地理位置上互相依靠，经济联系密切，合并后恢复辽宁省，同时将辽东省的通化、西安（今辽源）2市及东部11县以及辽西省的四平市及梨树、双辽2县划入吉林省；松江省与黑龙江省唇齿相依，历史上也属于同一行政区域，合并为黑龙江省；宁夏省在内蒙古自治区的区域调整后，因面积比较小，也被撤销，与甘肃省合并。沈阳、旅大、鞍山、抚顺、本溪、哈尔滨、长春、武汉、广州、西安、重庆等11个中央直辖市，均改为省辖市。
2、现有行政区划的形成
1955年3月，国务院第7次全体会议决定成立西藏自治区筹委会，同时决定将原中央直辖的昌都地区划归西藏自治区筹委会管辖；同年7月，全国人大一届二次会议决定撤销热河省，其行政区划分别并入河北、辽宁2省和内蒙古自治区；撤销西康省建制，其行政区划金沙江以东地区划归四川省，金沙江以西地区划归西藏自治区筹委会管辖。
1950年代末60年代初，依据党的民族区域自治政策，我国先后又组建了4个省级民族自治区，相应地引起已有省制又发生一些变革。1952年9月，新疆省一届二次各族各界人民代表会议决定成立新疆省推行民族区域自治筹委会，在全疆范围内开展民族区域自治的准备工作，历经三年筹备工作之后，新疆省人民政府向国务院提出建立新疆维吾尔自治区的报告。
1955年9月，一届全国人大常委会第21次会议审议批准成立新疆维吾尔自治区，10月1日，新疆维吾尔自治区成立，以原新疆省的行政区域为其行政区域，新疆省建制取消。1957年7月15日，第一届全国人民代表大会第四次会议通过成立宁夏回族自治区的决议，以原宁夏省行政区域为基础成立宁夏回族自治区，1958年10月25日，宁夏回族自治区正式成立。
广西省1958年改为广西僮族自治区，1965年将“僮”改换为“壮”，1965年9月9日西藏自治区正式成立。1958年第一届全国人民代表大会第五次会议决定直辖天津市改为河北省辖市，1967年又恢复天津直辖市。
改革开放以来，我国的省制又有若干变化，1983年4月，中共中央和国务院批转了《加快海南岛开发建设问题讨论纪要》，决定对海南岛亦实行经济特区的某些政策，随后开始酝酿在海南建省，1988年4月26日，海南省人民政府成立，将原属广东省的海南行政区和西沙、南沙、中沙群岛的岛礁及其海域划归海南省管辖。
1997年3月14日八届全国人大五次会议通过设立重庆直辖市的决定，管辖原四川省的重庆市、万县市、涪陵市和黔江地区所辖行政区域。1997年7月1日香港回归，成立香港特别行政区。1999年12月20日，澳门回归，成立澳门特别行政区。
这样，就形成了现今的34个省级行政区，分别是：4个直辖市：北京、天津、上海、重庆；23个省：河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、河南、湖北、湖南、广东、海南、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、台湾；5个自治区：内蒙古自治区、广西壮族自治区、西藏自治区、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区；2个特别行政区：香港、澳门。