在解放战争后期，为适应战争新形势，根据不同的情况，中央开始在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。
平原省：1949年出现的新省份随着辽沈战役的胜利，解放军开始全面接管东北全境。新成立的东北人民政府在民国时期省级行政区划的基础上，于1948年4月21日公布了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、热河六省；沈阳、抚顺、本溪、鞍山4个直辖市和一个旅大行署区。
1949年5月，华北地区完全解放。1949年7月，华北人民政府召开会议通过关于变更华北地区行政区划的决议。决议宣布撤销冀东、冀中、冀南、冀鲁豫、太行、太岳、太原等七个旧行政区，代之以新的行政区划。
在经济条件、历史关系及自然条件的基础上，华北地区被划分为河北省、山西省、察哈尔省、绥远省。同时为照顾落后地区的发展，决议还于鲁西南、豫北、冀南衔接地区成立平原省。
当时成立平原省，主要出于两方面的考虑。一是平原省位于三省交界处，当地的敌特、反革命残余势力亟待肃清。二是该地区处于黄河中游，自古以来就是堤防的薄弱区。同时，该地区的农业生产遭受了严重的战争破坏，所以恢复生产就成了重中之重。
省级行政区最多时达53个新中国成立后，受具体情况的制约，对省级行政区的调整较为频繁。
1949年5月，华东解放区根据长江南北的不同特点，决定将原江苏、安徽两省暂不恢复，成立苏北、苏南、皖北、皖南四个行署区。四川全境直到1949年12月才正式解放。1950年，中央人民政府决定撤销四川省，设立川南、川北、川东、川西四个行署区。
在此基础上，原西昌省的昌都地区也面临改革的局面。西康省的昌都地区在民国时期一直受西藏地方政府控制，1950年10月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，中央人民政府设立昌都地区人民解放委员会，由政务院直接领导。这样一来，昌都地区在纳入西藏自治区之前，一直作为省级行政单位存在。1951年10月26日，人民解放军进驻拉萨，西藏和平解放。但受现实情况的制约，西藏地区仍然作为省级单位存在。
这样，新中国成立前的49个省级行政区，到1951年达到53个，成为历史最高点。
大规模撤销省级行政区建制1952年8月，中央决定恢复安徽省和四川省，撤销皖北、川西等六个人民行政公署。
1952年11月15日，中央通过了《关于调整省区建制的决议》。决议认为，“鉴于大规模的经济建设即将展开，而平原省缺乏经济中心城市，所以决定撤销平原省建制。”1952年12月1日，平原省正式被撤销，其所辖区域先后被划入河南省和山东省。
这次决议还决定撤销察哈尔省，将察北、察南专区及张家口划入河北省，把大同市及雁北专区划入山西省。1954年4月，中央决定又撤销绥远省建制，将其划入内蒙古自治区。
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。会议决定将辽东、辽西地区合并，恢复原来的辽宁省建制。松江省由于历史上与黑龙江省唇齿相依，所以被划入黑龙江省。沈阳、旅大、抚顺、本溪、哈尔滨、武汉、西安、重庆等11个中央直辖市，均改为省辖市。
1955年3月，国务院第7次全体会议决定将昌都地区划归西藏自治区管辖。同年6月，全国人大一届二次会议决定撤销热河省和西康省，其辖区分别划入河北和内蒙古自治区、四川省和西藏自治区。
20世纪60年代初，根据党的民族区域自治政策，我国又对省级行政区划作了调整，先后组建了四个省级民族自治区。这样，就形成了现今的34个省级行政区。
