湖南省現行行政區域在周朝為荊州南境，春秋戰國時期納入楚國版圖。秦統一中國後， 實行郡縣制，湖南地區設定有黔中郡、長沙郡。
西漢實行州、郡、縣三級制，與封國並行。湖南境內設有武陵郡、桂陽郡、零陵郡和 長沙國。王莽新朝曾廢長沙國改立長沙郡，桂陽郡改南平郡，武陵郡改建平郡，零陵郡改 九嶷郡。東漢時恢復原郡名，但長沙不再立國而保留長沙郡。
三國時期，湖南地區為蜀漢和東吳角逐之所，零陵、武陵郡屬蜀，長沙、桂陽郡屬吳。 後零陵、武陵郡歸入東吳版圖，並增置南郡、臨賀郡、衡陽郡、湘東郡、天門郡、昭陵郡 ６郡。
西晉時，湖南分屬荊州、廣州。東晉偏安江左，湖南分屬荊州、湘州和江州。 南朝宋、齊和梁前期，湖南分屬湘州、郢州和荊州。陳朝時湖南分屬荊州、沅州、湘 州。
隋朝裁併州、縣，改州、郡、縣三級制為郡縣二級制。湖南省境設８郡：長沙郡、武 陵郡、沅陵郡、澧陽郡、巴陵郡、衡山郡、桂陽郡、零陵郡。
唐初改郡為州，武德四年置潭州總管府，管轄潭州、衡州、永州、郴州、連州、南梁 州、南雲州、南營州８州。武德七年改總管府為都督府，統轄潭州、衡州、永州、郴州、 連州、邵州和道州。太宗朝始設道，道下設州(或郡)，州下為縣。湖南分屬山東南道、江 南西道和黔中道、黔中道黔州都督府。廣德二年又置湖南觀察使，湖南之名自此始。
五代十國時期，馬殷據有湖南，立楚國，國都為長沙府。楚分其所轄地為２８州１監， 在湖南境有１３州１監：潭州、岳州、郴州、朗州、辰州、溪州、邵州、錦州、澧州、敘 州、衡州、永州、道州和桂陽監。
宋朝分全國為路，路下設州、府、軍、監，各轄若干縣。湖南分屬荊湖南路和荊湖北 路。
元代實行行省制度。湖南屬湖廣行省，分１４路３州：岳州路、常德路、澧州路、辰 州路、沅州路、靖州路、天臨路、衡州路、道州路、永州路、郴州路、寶慶路、武岡路、 桂陽路、茶陵州、耒陽州、常寧州。元朝政府還在今湘西少數民族聚居地實行土司制度， 置有１０多個長官司或蠻夷長官司，分別隸屬思州軍民安撫司、新添葛蠻安撫司和四川行 省永順等處軍民安撫司管轄。
明朝行省設布政使司，後改為承宣布政使司。省下為府(州)，府下設縣，實行省、府 (州)、縣三級制。湖南屬湖廣布政使司，轄地在今湖南境的有７府、２州、２司：岳州府、 長沙府、常德府、衡州府、永州府、寶慶府、辰州府、郴州、靖州、永順軍民宣慰使司、 保靖州軍民宣慰使司。
清朝地方政權實行省、道、府(直隸廳、直隸州)、縣(散廳、散州)四級制。康熙三年 置湖廣按察使司，湖廣右布政使、偏沅巡撫均移駐長沙。湖廣行省南北分治，湖南獨立建 省。長沙、衡州、永州、寶慶、辰州、常德、岳州７府，郴、靖２州由偏沅巡撫直接管轄。 雍正二年，偏沅巡撫易名湖南巡撫。至此，現行的湖南省行政區域作為獨立的地方一級政 權組織才基本確立下來。
清代湖南總計分４道、９府、４直隸州、５直隸廳(不轄縣)。直隸州、直隸廳直接隸 屬道與省，而不由府管轄。縣以外設有散廳、散州，受府節制，相當縣一級。湖南有散州 ３個，散廳１個。作為基本行政單位的縣和散州、散廳，包括不轄縣的直隸廳和直隸州在 內，共有７７個單位。
中華民國成立後，湖南的行政設定幾經變化。民國３年(１９１４)，分全省為湘江、 衡陽、辰沅、武陵４道，其轄區與清代長寶道、衡永郴桂道、辰沅永靖道和岳常澧道基本 相同，共７５縣。
民國５年(１９１６)，裁常德道，所轄縣常德、岳陽、平江、臨湘、華容、漢壽、沅 江、澧縣、安鄉、臨澧、南縣劃歸湘江道，桃源、石門、慈利、大庸劃歸辰沅道。全省存 ３道，仍有７５縣。
民國１１年（１９２２），撤銷道制，僅存省、縣二級。
民國２４年(１９３５)，在沅陵設立湘西綏靖區，將指定綏靖範圍的１９縣劃為慈石 庸、沅瀘辰漵、永保龍桑、芷黔麻晃、乾鳳古綏５個行政督察區。民國２５年(１９３６)， 正式設立專員公署。將澧縣、臨澧、靖縣、會同、綏寧和通道６縣劃入，與原１９縣組成 ４個行政督察專員公署，專員公署分別設在沅陵、慈利、乾城和黔陽。行政督察專員公署 是由省政府派出機構，代行省政府職權。
民國２６年(１９３７)１２月，全省普遍設立行政督察專員公署，以專員兼任駐在地 縣長。全省劃為９區：第一區轄瀏陽、平江、臨湘、岳陽、醴陵、湘陰、長沙、湘潭、寧 鄉、益陽等１０縣，專員駐瀏陽；第二區轄常德、華容、南縣、安鄉、沅江、漢壽、澧縣、 臨澧、石門、慈利、桃源等１１縣，專員駐常德；第三區轄沅陵、大庸、桑植、漵浦、永 順、瀘溪、辰溪等７縣，專員駐沅陵；第四區轄乾城、龍山、保靖、古丈、永綏、鳳凰、 麻陽等７縣，專員駐乾城；第五區轄衡陽、常寧、衡山、耒陽、攸縣、茶陵、安仁、酃縣 等８縣，專員駐衡陽；第六區轄邵陽、湘鄉、安化、新化、武岡、新寧、城步等７縣，專 員駐邵陽；第七區轄黔陽、綏寧、會同、芷江、靖縣、通道、晃縣等７縣，專員駐黔陽； 第八區轄郴縣、桂東、汝城、永興、資興、宜章、桂陽、嘉禾、臨武、藍山等１０縣，專 員駐郴縣；第九區轄零陵、祁陽、新田、寧遠、江華、道縣、東安、永明等８縣，專員駐 零陵。 民國２９年（１９４０）４月，又將全省劃為十個行政督察區。曾一度增置陽明縣（ 後改為陽明特別區），但不久即撤銷。先後還增設２省轄市（長沙、衡陽）、２縣（懷化、 隆回）。至１９４９年８月５日湖南和平解放前，全省共有２個直轄市、１０個行政督察 區，７７個縣。具體情況如下：
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省轄市：長沙市（民國２２年設，省會），衡陽市（民國３２年設）。 第一行政督察區，治岳陽，轄８縣：岳陽縣、長沙縣、湘陰縣、臨湘縣、瀏陽縣、平 江縣、湘潭縣、醴陵縣；第二行政督察區，治耒陽，轄８縣：耒陽縣、衡陽縣、衡山縣、 攸縣、茶陵縣、常寧縣、安仁縣、酃縣；第三行政督察區，治郴縣，轄１０縣：郴縣、桂 陽縣、永興縣、宜章縣、資興縣、臨武縣、汝城縣、桂東縣、藍山縣、嘉禾縣；第四行政 督察區，治常德，轄９縣：常德縣、澧縣、桃源縣、石門縣、華容縣、南縣、慈利縣、安 鄉縣、臨澧縣；第五行政督察區，治益陽，轄６縣：益陽縣、湘鄉縣、安化縣、漢壽縣、 寧鄉縣、沅江縣；第六行政督察區，治邵陽，轄６縣：邵陽縣、新化縣、武岡縣、新寧縣、 城步縣、隆回縣；第七行政督察區，治零陵，轄８縣：零陵縣、祁陽縣、寧遠縣、道縣、 東安縣、永明縣、江華縣、新田縣；第八行政督察區，治永順，轄６縣：永順縣、龍山縣、 大庸縣、保靖縣、桑植縣、古丈縣；第九行政督察區，治沅陵，轄８縣：沅陵縣、漵浦縣、 辰谿縣、鳳凰縣、乾城縣、永綏縣、瀘溪縣、麻陽縣；第十行政督察區，治洪江，轄８縣： 會同縣、芷江縣、綏寧縣、黔陽縣、晃縣、靖縣、通道縣、懷化縣。
此外，國內革命戰爭時期，１９２７年８月～１９３７年７月間，在中國共產黨領導 下，湖南省境的平江、瀏陽、醴陵、岳陽、臨湘、湘陰、長沙、酃縣、茶陵、攸縣、郴縣、 宜章、永興、耒陽、資興、桂東、汝城、安仁、桑植、永順、龍山、大庸、石門、慈利、 華容等２５縣建立了革命根據地，或者成為游擊區，並成立縣蘇維埃政府，建立區蘇維埃 政府１７０多個，鄉蘇維埃政府或革命委員會９１０多個，成為湖南最早的基層工農政權。 省一級蘇區政府，有１９３０年７月３０日成立湖南省蘇維埃政府；１９３０年１０月成 立湘鄂西省蘇維埃政府；１９３１年７月，成立湘鄂贛省蘇維埃政府（後改為湘鄂贛省工 農兵蘇維埃政府）；１９３１年１０月成立湘贛省蘇維埃政府；１９３４年１１月成立湘 鄂川黔省革命委員會，以上均行使省級革命政權的職能，成為中華人民共和國建立後人民 政權的先聲。
