1956年8月至9月，將清水縣白駝區松樹鄉的高家、劉山、劉坡、郭灣、楊坡、候吳6個自然村，秦安縣連柯鄉的榆樹、高莊、大陽家、中莊、小陽家、洼子、南山、河李家、閻家、那坡里、梁家堡子、梁家灣12個自然村，華亭縣店子峽鄉的上堡子、石窯子、趙銀子3個自然村劃歸張家川回族自治縣。10月，撤銷龍山、恭門、宣化3個區，增設龍山鎮，并將大麻、峽里兩鄉合并。撤并后張家川設1區2鎮27鄉，即縣直屬2鎮23鄉，馬鹿區4鄉。

1958年8月撤銷馬鹿區，合并部分鄉，張家川縮編為2鎮12鄉。9月實現人民公社化，實行政社合一體制。經調整，張家川轄張川鎮、龍山、馬關、大陽、恭門、峽里、馬鹿7個人民公社，28個管理區。12月20日，張家川回族自治縣、清水縣合并，置清水回族自治縣，轄13個人民公社、55個管理區，331個生產隊。1959年5月改管理區為生產大隊。

1961年12月15日，張家川回族自治縣、清水縣分設時，將原屬清水縣傅堡、朝陽、后川3個生產大隊劃歸張家川回族自治縣，將原屬張家川回族自治縣盤龍、蒲魏等14個生產大隊劃歸清水縣。時，張家川政區設張川、馬鹿、恭門、龍山、馬關、劉堡6區、32個人民公社、342個生產大隊、1125個生產隊。

1965年3月調整社隊規模，撤銷6個區工委，張家川縮編為張川鎮、馬關、梁山、連五、龍山、大陽、木河、川王、張良、胡川、張棉驛、劉堡、恭門、平安、馬鹿、閆家16個人民公社、191個生產大隊、1090個生產隊。

1980年6月，增設渠子人民公社。張家川共設17個人民公社、266個生產大隊、1294個生產隊、2個居民委員會。

1981年改張川鎮人民公社為張川鎮。時，張家川政區轄1鎮、16個人民公社、266個生產大隊、1294個生產隊、3個居民委員會。

1983年12月改變"政社合一"的人民公社體制，人民公社改為鄉(鎮)人民政府，鄉(鎮)下設行政村，村下設村民小組。張家川設1鎮、16鄉、266個行政村、1294個村民小組、3個居委會。

1984年2月，析張川鎮為張家川鎮、上磨鄉，析龍山鄉為龍山鎮、四方鄉，龍山鎮增設南街居民委員會。張家川設2鎮、17鄉、266個行政村、1294個村民小組、4個居民委員會。

1992年12月，將大陽鄉太原村委會分設為太原和陽灣村委會。1996年8月，將木河鄉店子村分設為店子、毛家、水溝三個村委會。時，張家川轄2鎮、17鄉、269個村委會、4個居民委員會。

2003年12月，調整行政區劃，撤銷四方鄉，將該鄉的馬堡、韋溝、東山3個行政村并入馬關鄉，將榆樹、馬河、連柯、四方、韓川、李山6個行政村并入龍山鎮;撤銷上磨鄉并入張川鎮;撤銷張良鄉，將該鄉的納溝、上溝、大堡、楊店4個行政村并入張家川鎮，將陰山、袁家、張巴、海河、毛山、袁河、仁灣7個行政村并入恭門鎮;撤銷渠子鄉，將該鄉的水灘、下渠、東溝、雙廟、吳家、高溝、寨子、陳陽8個行政村并入大陽鄉，將大地、圓樹2個行政村并入張家川鎮，將上渠、八卜子2個行政村并入木河鄉，將深坷、后灣2個行政村并入胡川鄉。經撤并，張家川設3鎮、12鄉、258個行政村、1296個村民小組、4個居民委員會，至2006年底行政區劃未變。