其中，奉天府下辖了2个散厅、2个散州、8个县，分别是：金州厅、辽阳州、复州、承德县、抚顺县、开原县、铁岭县、海城县、盖平县、辽中县、本溪县。由此可见，当年的奉天府比当代沈阳市大得多。奉天省的建立，出现了大奉天、小奉天的说法。大奉天指的是奉天省，小奉天指的是奉天府。1912年，已经统治了200多年的清朝灭亡，我国进入了军阀混战的阶段。
1928年，为了解决“大奉天，小奉天”的问题。奉天省更名为辽宁省，奉天市更名为沈阳市。截止20世纪30年代，沈阳市已经崛起为东北地区至关重要的大城市。1931年9月，日本军队发动了九一八事变。在半年多时间内，日本军队逐步占领了东北全境，并且扶持了伪政权。
为了加强对东北地区的控制，日本军队拆分了东北地区原有的三省区划，先后设立了东北14省、东北19省的格局。1945年，日本战败投降以后，当时的政权重新调整了东北地区的区划，把东北19个省合并压缩为东北9省。1949年，我国调整了东北地区的区划，东北地区形成了6个省的区划。分别是：松江省、黑龙江省、吉林省、辽东省、辽西省、热河省。
建国初期，鉴于沈阳市的重要地位，沈阳市被临时提升为直辖市，成为了建国初期10多个直辖市之一。建国初期，除了北京、上海、天津等传统直辖市，沈阳市、广州市、西安市、武汉市等区域性大都市，也被提升为直辖市。当时，辽西省的省会在锦州市，辽东省的省会在丹东市。过分复杂的区划，并不利于经济建设和管理。
1954年，辽东省与辽西省合并，共同组建了辽宁省。沈阳市被降级，重新成为了辽宁省的省会城市。在五六十年代，当时的大城市没有下辖县。沈阳市没有下辖县，只管理主城区，划分为10个区。分别是：沈河区、大东区、北关区、北市区、南市区、铁西区、皇姑区、和平区、苏家屯区。
进入50年代后期，出于城区正规化建设的需要，沈阳市撤销了北市区、南市区、北关区等3个区。同时，铁岭县、法库县、康平县、开原县、昌图县、西丰县、沈阳县、辽中县、新民县、台安县等10个县，划入了沈阳市管理。沈阳市的区划框架，调整为7个区、10个县，合计17个区县。1956年，沈阳市下辖的沈阳县被撤销，组建了新城子区，区划框架调整为8个区、9个县。
五六十年代，我国的交通、通讯水平有限，管辖的区县太多，并不利于建设。1964年，辽宁省组建了沈阳专区，沈阳市下辖的9个县，划入了沈阳专区管理。形成了沈阳市与沈阳专区并立的格局，在五六十年代，这样的情况非常普遍，例如郑州市与开封专区、南宁市与南宁专区等等。1965年，沈阳市组建了东陵区、于洪区，形成了10个区的区划框架。
60年代末期，我国所有的专区更名为地区以后，沈阳专区更名为沈阳地区。由于仅仅下辖城区，很多项目和工程的进一步推进，都面临空间不足的问题。1970年，为了进一步扩大沈阳市的管理范围，增强沈阳市的综合实力，沈阳地区的辽中县、新民县，陆续划入了沈阳市管理。
