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。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）、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）。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，把郊区7个调整为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），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4个公社与花县合并设立广北县，划归广州市；原郊区的三元里、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；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；8月，撤销中区、郊区，设立越秀区、东山区、
海珠区、荔湾区4个城区和黄埔区、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，将黄埔区、芳村区、江村区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，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，撤销番禺县，设立番禺市（县级）；1993年6月，撤销花县，设立花都市（县级），同年12月，撤销增城县，设立增城市（县级）；1994年3月，撤销从化县，设立从化市（县级）。以上4个县级市均隶属广东省人民政府，由广州市代管。2000年5月，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，广州市行政区划作出重大调整，撤销东山区、芳村区，设立南沙区、萝岗区。2014年1月，国务院批准广州市部分行政区划调整：撤销黄埔区、萝岗区，设立新的黄埔区；撤销县级从化市，设立从化区；撤销县级增城市，设立增城区。至2021年12月，广州市辖越秀、海珠、荔湾、天河、白云、黄埔、花都、番禺、南沙、从化、增城11个区，共34个镇、142个街道。
