中華民國大陸時期
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参见：中華民國省份
1911年武昌起义後，中国各省陸續脫離大清統治，宣布独立並联合构建中华民国，初期大致上仍承襲清朝舊制，設有22省。1913年1月，北洋政府颁布组织命令，按“地方军民分治”规定，各省设行政公署负责全省行政政務，由大总统袁世凯任命负责人为民政长。1914年颁布《省官制》，民政长改称为巡按使。1916年袁世凯逝世後，第二任大总统黎元洪頒令，將各省行政長官改称为省长。[1][2]
北洋政府時期，各省军阀勢力割据地方，其時与省长平起平坐的军事长官为都督，及后改称为将军和督办，末期改称为督军[2]。由於社會局勢的不穩定影響，督軍實際上掌握行政实权，負責處理稅收、警務、官員任免、民政等工作，掌控社會秩序、發展經濟和文化教育等職責，架空省長的行政權力，省長實際上沦为虚职。[1]
1926年至1928年期間，国民政府組織國民革命軍發起北伐战争，完成名義上的统一中国。此後各省的軍務和政務整合，新设各省政府的行政首長為省政府主席，簡稱之為省主席，使之成为实权首长，撤銷與省長平級的督军职位。[1] 根據1925年初訂的《省政府組織法》規定，省政府由民政廳、財政廳、教育廳、建設廳、商務廳、農工廳、軍事廳組成，各廳設有廳長，聯合組成省務會議，併舉一人為主席。[3]
1945年至1949年間，中華民國政府公告的一級行政區劃有35個省、1個特別行政區、12個院轄市及2個地方。根據1944年4月修訂的《省政府組織法》規定，省政府設置7人至11人組織省政府委員會，由行政院會議議決並提請國民政府任命，設置一人為主席。省主席的職權包括召集省政府委員會處理省務、執行省政府委員會的議決案，以及監督所屬行政機關執行有關職務。[4]
1949年底國民政府撤退臺灣時，僅轄有臺灣省全境，以及江蘇、浙江、福建、廣東、雲南及西康等省份的部分區域尚在其控制之下；1955年之後，中華民國的實際所轄省份餘臺灣、福建二省，其中福建省僅轄金門群島、烏坵嶼、馬祖列島。儘管中國大陸各省政府的編制已經陸續縮編、裁撤，但直到2005年10月行政院主計處（今行政院主計總處）主管的「中華民國各省（市）縣（市）行政區域代碼」公告停止適用後，其建制才正式撤銷。[5]
中華民國遷台前省級政府行政長官列表索引
12直轄市
南京市
上海市
北平市
青島市
天津市
重庆市
大連市
哈爾濱市
漢口市
廣州市
西安市
瀋陽市
35省、2地方、1特別行政區
江蘇省
浙江省
安徽省
江西省
湖北省
湖南省
四川省
西康省
福建省
臺灣省
廣東省
廣西省
雲南省
貴州省
河北省
山東省
河南省
山西省
陝西省
甘肅省
寧夏省
青海省
綏遠省
察哈爾省
熱河省
遼寧省
安東省
遼北省
吉林省
松江省
合江省
黑龍江省
嫩江省
興安省
新疆省
西藏地方
蒙古地方
海南特別行政區
滿洲國
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更多信息：滿洲國行政區劃、滿洲國行政區劃沿革、東三省和東北新省區方案
1931年發生九一八事變，隔年日軍佔領東北地區，扶植溥儀成立满洲國。1932年（大同元年）3月9日，滿洲國國務院將省政府改稱為省公署，區劃分為14省、2特別市，之後更改為19省、1特別市。
中華蘇維埃共和國
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更多信息：中华苏维埃共和国省级行政长官
第一次國共內戰期間，中國共產黨成立中華蘇維埃共和國割據政權，先後轄有18省、4直轄縣，成立蘇維埃政府，行政長官為蘇維埃政府主席。
中華共和國
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更多信息：中華共和國人民革命政府一級行政區列表
1933年11月福建駐軍發動福建事變，成立中華共和國人民革命政府，轄有4省、2特別市。
名稱
省會
省長
副省長
闽海省
闽侯
何公敢
阮淑清
延建省
延平
萨镇冰
郭冠杰
兴泉省
晋江
戴戟
陈公培
龙汀省
龙溪
许友超
徐名鸿
中央苏区
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更多信息：中央革命根据地
中央苏区是中国共产党建立最大的革命根据地，主要位于赣南和闽西地区，1933年秋设有江西、福建、闽赣、粤赣4省，成立省级苏维埃政府，设有相应的党政军机构。
陕甘宁边区
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更多信息：陕甘宁边区和陕甘宁边区政府
陕甘宁边区是位于中国西北的自治地方，包括陕西省北部、甘肃省东部和宁夏省东部，由国民政府及中国共产党领导管辖。1935年，中共中央将陕甘宁苏区划分为2省、3特区；1937年间，为消除与国民政府的政治对立，取消省、特区的设置，改为分区，行政层级依次是边区、行政区、专区、县，设有相应的党政军机构。分区行政机构称为行政督察专员公署，在其所辖区域内代行省政府的职权，设行政公署主任一人。
解放区
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更多信息：苏区、边区和解放区
第二次国共内战期间，中国共产党控制区被国统区所分割，出于现实环境的需求，中共政权在省内设立行政公署领导地方政权，管辖区域即是行署区。随着内战形势转变，解放区日益扩大，逐步完成对一省的攻占，并已超出一省范围，于是出现超越省际范围的大行政区。
中华人民共和国建立初期，“行政区”为正式行政区单位名称。在其行政区划体系中，大行政区为一级行政区，省为二级行政区，与省同级的行政区为省级行署区。
文化大革命
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参见：革命委员会 (文革)
文化大革命期間，中國各省和地方行政部門的組織稱為革命委員會，是由群眾組織奪取各級人民政府的權力，組織效法巴黎公社的「大民主」政權機構，委員會的負責人為主任。