蘭山道，駐皋蘭縣（今蘭州），領狄道（今臨洮）、洮河（治今臨洮縣北境民國2逐步形成4月改置狄道州沙泥分州為沙縣，次年改為洮河縣。）、渭源、定西（民國3年1月改安定縣為定西縣）、隴西、岷縣（民國2年2月改岷州為岷縣）、漳縣（民國2年2月恢復漳縣建置）等縣。

通渭縣屬渭川道（原隴南道、駐天水縣）。

民國16年（1927年）7月18日，甘肅省政府成立，駐蘭州，改稱“省長”為“省主席”，廢除“道”，改為“行政區公署”，縣行政公署改稱“縣政府”，縣知事改稱“縣長”。民國17年（1928年）撤鎖“行政公署”，實行省、縣二級區劃體制。

民國18年（1929年）1月，狄道縣改稱臨洮縣，21年（1932年）6月10日，臨洮縣析出西部置洮西設政局，次年為康樂設政局。29年（1940年）改置康樂縣。

民國21年（1932年），甘肅省政府始置派出機構“行政督察專員公署”，簡稱“專區”。25年（1936年）設第一專區駐岷縣。

民國32年（1943年）5月，置會川縣（駐官堡，今渭源縣會川）。

民國33年（1944年）7月13日，從第一專區析臨洮，定西等8縣置第九專區駐臨洮。

民國38年（1949年）第一區（岷縣專區）駐岷縣，領岷縣、隴西、漳縣、臨潭、夏河5縣及卓尼設治局。第四區（天水專區）駐天水，通渭縣為其屬縣。第九區（臨洮專區）駐臨洮，領臨洮、河（治辛甸）、渭源、定西、會川（官堡）、榆中、康樂7縣。

中華人民共和國成立以后，定西地區行政區劃多次變化。甘肅省行政區劃實行省、縣二級制，在省、縣之間設置專區，作為省人民政府的派出機關；“文化大革命”期間各專區，縣相繼成立“革命委員會”，實行黨政“一元化”領導，之后恢復“地區專員公署”，仍為省政府派出機關構，地區代管縣。2003年底撤地設市，實行“市管縣”的體制。

1949年—1956年．1949年8月15日，陜甘寧邊區政府決定甘肅省行政區域設置，成立會寧分區行政督察專員公署。同年9月22日，中共甘肅省委電示，原會寧分區更名定西分區，專署由會寧移駐定西。轄定西、榆中、會寧、靖遠、靜寧、西吉、海源7縣，析出原轄的景泰縣劃入武威分區。

岷縣專區，駐岷縣，轄岷縣、渭源、會川、漳縣、隴西、臨潭6縣及卓尼設治局。

通渭漳縣2縣轄于天水專區；臨洮、洮沙2縣轄于臨夏專區。

1950年5月20日，撤銷岷縣專區，將岷縣劃武都專區；渭源，會川2縣劃歸定西專區；隴西、漳縣2縣劃歸天水專區；撤鎖臨夏專區的洮沙縣并入臨洮縣，由定西專區析出靜寧、西吉、海源3縣劃歸平涼專區。

1951年4月定西分區行政督察專員公署改稱甘肅省人民政府定西專員公署。1955年2月改稱甘肅省定西專員公署。1956年1月，將原省直轄的皋蘭縣、張掖專區的永登、景泰2縣及天水專區的隴西、通渭2縣劃歸定西專區管轄。

此時，定西專區轄12縣：定西、會寧、通渭、隴西、渭源、會川、臨洮、榆中、皋蘭、永登、景泰、靖遠。

1957年—1965年．1958年全省縣級以上行政區劃作了較大的調整：4月4日，撤銷景泰縣并入皋蘭縣；撤銷會川縣，并入渭源縣；將原轄于武都專區的岷縣劃歸天水專區；撤銷原天水專區所轄漳縣，并入武山縣。

10月25，甘肅省人民委員會決定白銀市由定西專員公署代管。12月16日，從天水專區析出岷縣，劃歸定西專區。12月10日，撤銷皋蘭縣，分別并于蘭州和白銀市。撤銷渭源縣分別并入隴西、臨洮2縣。撤銷宕昌縣，分別并入武都、岷縣2縣。

1961年11月25日，設立臨洮專區。12月15日，省人民委員會決定恢復漳縣、渭源建置。

1963年10月23日，撤銷白銀市、臨洮專區；將原白銀市屬皋蘭、靖遠二縣及原屬臨洮專區的臨洮、渭源2縣均劃歸定西專區。將岷縣劃歸武都地區，漳縣劃劃天水專區。