中华人民共和国成立后,广州市的行政隶属关系和行政区划设置,有过几次较大的变动和调整。1949年10月14日广州解放,一度为中央直辖市。1950年改为中南军政委员会领导,1954年划归广东省领导,为省辖市。 解放初期,广州市划分为28个区,其中城区20个(逢源、黄沙、西禅、长寿、沙面、陈塘、太平、惠福、靖海、小北、德宣、西山、东堤、汉民、前鉴、大东、东山、洪德、蒙圣、海幢),郊区7个(南岸、沙河、芳村、石牌、新洲、沥滘、三元里),水上区1个(珠江区)。1950年调整行政区划设置,把28个区合并为16个区,其中城区8个(长寿、河南、惠福、永汉、太平、越秀、大东、荔湾)、水上区1个(珠江区)、郊区7个(南岸、沙河、芳村、石牌、新洲、沥滘、三元里)。1951年10月,把7个郊区调整为4个(白云、芳村、西村、新滘)。1952年9月,把原来8个城区合并为5个(东区、中区、西区、北区、河南区),仍保留珠江区。
1953年5月,西村区撤销并入白云区。同年6月,黄埔区成立。1956年6月,黄埔、白云、新滘3个区合并为广州市郊区。1958年12月,撤销珠江区,同年撤销广州市郊区。原属郊区的人和、太和、竹料、钟落潭等4个公社与花县合并设立广北县,划归广州市。原广州市郊区的三元里、鹤洞、江村、石井、沙河、新滘、黄埔、萝岗8个公社设立广州市近郊区。1959年3月,撤销广北县,把花县划回佛山地区。恢复广州市郊区,原从广州市郊区划出的4个公社划回广州市郊区。同时,撤销广州市近郊区。1960年4月,从佛山地区划出花县、从化县归属广州市。同年8月撤销中区、郊区,设立越秀区、东山区、海珠区、荔湾区4个城区,黄埔区、芳村区、江村区3个郊区。1961年,原属韶关地区的佛冈县划归广州市(1963年又划归韶关地区管辖)。1962年5月,把3个郊区合并为1个郊区。1973年重新从郊区划出部分区域再设黄埔区。
1975年,把原属佛山地区的番禺县、惠阳地区的增城县和龙门县、韶关地区的新丰县划归广州市。1983年,把韶关地区的清远县、佛冈县划归广州市。1985年1月,从广州市郊区划出部分区域设置天河区、芳村区。1987年1月,把广州市郊区改称为白云区。1988年,广州市行政区划作出较大调整,1月7日经国务院批准,把龙门县划归惠州市管辖,新丰县划归韶关市管辖,清远县和佛冈县划归清远市管辖。
1992年5月,经国务院批准,撤销番禺县,设立番禺市(县级),隶属广东省人民政府,由广州市代管。1993年6月,经国务院批准,撤销花县,设立花都市(县级),隶属广东省人民政府,由广州市代管。同年12月,经国务院批准,撤销增城县,设立增城市(县级),隶属广东省人民政府,由广州市代管。1994年3月,经国务院批准,撤销从化县,设立从化市(县级),隶属广东省人民政府,由广州市代管。2000年6月,经国务院批准,分别撤销番禺市和花都市(县级),设立番禺区和花都区。2005年4月,国务院批准广州市行政区划调整方案:撤销东山区,将其行政区域划归越秀区管辖;撤销芳村区,将其行政区域划归荔湾区管辖;设立南沙区和萝岗区。调整后的行政区划,广州市辖越秀区、海珠区、荔湾区、天河区、白云区、黄埔区、花都区、番禺区、南沙区、萝岗区10个区和从化市、增城市2个县级市。