古为肃慎地。秦为肃慎及夫余、沃沮地。东汉为挹娄及夫余、沃沮地。东晋兼有高句丽地及其首都丸都城。南北朝为契丹、勿吉、高句丽地。隋为靺鞨、契丹、高句丽地。唐历属河北道、渤海都督府、渤海国等。辽属东京道，分设黄龙府、长春州、渌州等。金分属上京路及东京、北京、咸平3路，设济州（后改隆州）及肇、泰等州。元置开元、泰宁等路，属辽阳行省。明为女真部，属奴儿干都司。
清顺治十年（1653年）析盛京昂邦章京辖区于宁古塔城置宁古塔昂邦章京。康熙元年（1662年）改设宁古塔将军兼理政务；十五年（1676年）移治吉林城。乾隆二十二年（1757年）改称吉林将军，由盛京将军管辖，并增设道、府、州、厅、县。咸丰八年（1858年）沙俄割占黑龙江以北、外兴安岭以南的黑龙江、吉林两将军辖境60余万平方千米；十年（1860年）割占乌苏里江以东吉林将军辖境40万平方千米。
光绪三十三年（1907年）四月改设吉林行省，后分置西南路、西北路、东南路、东北路4道，所辖吉林、长春、新城、双城、宾州、五常、延吉、宁安、依兰、临江、密山11府均无属领，3属州5属厅18县均直辖于各道，省会吉林府。民国初废府、州、厅，吉林省于1913年改设吉长、滨江、延吉、依兰4道，分辖38县，省会吉林县（1929年改称永吉县）。
1931年“九·一八”事变后沦陷，伪满州国以长春为首都。1934年分本省境置吉林、滨江、三江、间岛4省，设新京（长春）、哈尔滨2特别市。1936年于吉林省省会设吉林市。1937年增置牡丹江省，改哈尔滨特别市为普通市、滨江省省会。1939年增置东安省。1942年于吉林省设公主岭市，三江、牡丹江2省省会分设佳木斯、牡丹江2市，东安省省会设东安市。1943年由东安、牡丹江、间岛3省组成东满总省。1945年8月抗日战争胜利，国民政府重划原吉林省境为3省1直辖市：吉林省辖2市18县1旗，省会吉林市；松江省辖2市15县，省会牡丹江市；合江省辖1市17县，省会佳木斯市；哈尔滨市由行政院直辖。
1945年冬，中国共产党开辟东北解放区，以哈尔滨特别市为首府，在原吉林省境设吉林、松江、合江3省。1946年4月增设绥宁省；10月改为直属东北行政区的牡丹江专区。1948年10月设东北行政区直辖的长春特别市。
1949年4月重划东北行政区，保留吉林省并接管原嫩江省扶余、乾安2县和郭尔罗斯前旗及辽北省怀德、长岭2县；合江省撤销并入松江省。吉林省由东北人民政府领导，直辖长春、吉林2市，永吉、榆树、长春、怀德、扶余、九台、农安、延吉、德惠、舒兰、伊通、磐石、双阳、蛟河、长岭、和龙、敦化、桦甸、汪清、珲春、乾安、安图等22县及郭前旗（即郭尔罗斯前旗）、丰满特区；设延边专区，辖延吉、和龙、汪清、珲春、安图5县。省人民政府驻吉林市。7月，将安图县驻地由松江镇迁至明月沟。
1950年1月，撤销长春市的劝农区、春阳区，将其行政区域并入双阳县；6月，将长春市的长春、头道沟、胜利、中华、和顺、宽城、净月、双德、东荣区分别改为第一、二、三、四、五、六、七、八、九区；将吉林市的江北、兴隆、江南、白山等四个农业区分别更名为第一、二、三、四区；10月，将延吉县驻地由延吉街迁至龙井街。
1951年8月，将吉林市昌邑区、朝阳区、通天区、船营区、德胜区分别更名为第一、二、三、四、五区，将市郊一、二、三、四区分别更名为第六、七、八、九区；12月，将省直辖的丰满特区划归吉林市管辖。
1952年吉林省由东北行政委员会领导。8月，设立吉林市第十区；撤销延边专区，设立延边朝鲜族自治区；10月，撤销省直辖的长春县，将其行政区域并入长春市，长春市共划分十八个区。
1953年3月，将吉林市原辖的十一个区重新调整为九个区；5月，设立延吉市（县级），以延吉县的部分行政区域为其行政区域，由延边朝鲜族自治区管辖；7月，将长春市由省辖市改为中央直辖市，由东北行政委员会代管。
1954年吉林省改由中央直接领导。2月，将吉林省扶余县五区与黑龙江省郭后旗三区的界线确定以松花江主流（新开江）为界；6月，长春市划归吉林省，吉林省人民政府由吉林市迁驻长春市；7月，将黑龙江省的白城、洮南、安广、大赉、瞻榆、开通、镇赉7县划归吉林省；7月，将辽东省的通化、西安（同时更名为辽源市）两市及东丰、西安、通化、海龙、临江、辑安、长白、抚松、靖宇、柳河、辉南11县划归吉林省；将原辽西省的四平市、双辽县、梨树县划归吉林省管辖。8月，设立通化专区，辖原辽东省的通化市和通化、海龙、临江、辑安、长白、抚松、靖宇、柳河、辉南等九县。吉林省直辖长春、吉林、通化、四平、辽源5市，永吉、蛟河、敦化、桦甸、磐石、双阳、伊通、怀德、九台、农安、长岭、扶余、德惠、榆树、舒兰、西安、东丰、双辽、梨树等19县及郭前旗；设通化、白城2专区和延边朝鲜族自治区。
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