先秦時期，肅慎、東胡、穢貊、漢人的部分先民，就已定居在黑龍江地區。清代，設黑龍江將軍和吉林將軍，管轄黑龍江地區。中華民國元年（1912年），黑龍江省沿襲清代省、道、縣三級體制，共轄龍江、綏蘭、黑河三道，省會齊齊哈爾。1949年，中華人民共和國成立后，實行省、市（地）、縣3級體制。黑龍江地區在中華人民共和國建國之初仍設松江、黑龍江兩省，所轄市（地）、縣（旗）不變。1950年10月，黑龍江省省會齊齊哈爾市設立了市轄區行政建置。松江省省會哈爾濱市也開始設立相當于縣一級的市轄區，兩省共有14個市轄區。1953年8月，哈爾濱市改為中央直轄市，由東北行政委員會代管。1954年8月，松江省建制撤銷與黑龍江省合并為新的黑龍江省，省會由齊齊哈爾市遷往哈爾濱市，哈爾濱市改為黑龍江省省轄市，為黑龍江省省會。同時，將原黑龍江省所轄白城地區的7縣劃歸吉林省管轄。此后，黑龍江省的行政區域再沒有大的變化。

截至2023年12月31日，黑龍江省下轄13個地級行政區，包括12個地級市、1個地區，共有54個市轄區、21個縣級市、45個縣、1個自治縣，合計111個縣級行政區劃。

地級行政區：哈爾濱市、齊齊哈爾市、雞西市、鶴崗市、雙鴨山市、大慶市、伊春市、佳木斯市、七臺河市、牡丹江市、黑河市、綏化市、大興安嶺地區。

黑龍江省縣級以上行政區劃變更情況：

一、黑龍江省伊春市部分行政區劃調整(2019年調整)

撤銷伊春市烏伊嶺區、湯旺河區，設立湯旺縣，以原烏伊嶺區、湯旺河區的行政區域為湯旺縣的行政區域，湯旺縣人民政府駐東風大街102號。湯旺縣由伊春市管轄。

撤銷伊春市新青區、紅星區、五營區，設立豐林縣，以原新青區、紅星區、五營區的行政區域為豐林縣的行政區域，豐林縣人民政府駐光明大街1號。豐林縣由伊春市管轄。

撤銷伊春市帶嶺區，設立大箐山縣，以原帶嶺區的行政區域為大箐山縣的行政區域，大箐山縣人民政府駐興林街198號。大箐山縣由伊春市管轄。

將縣級鐵力市的朗鄉鎮劃歸大箐山縣管轄。

撤銷伊春市南岔區，設立南岔縣，以原南岔區的行政區域為南岔縣的行政區域，南岔縣人民政府駐聯合街96號。南岔縣由伊春市管轄。

撤銷伊春市烏馬河區、伊春區、美溪區，設立伊春市伊美區，以原烏馬河區部分行政區域和原伊春區、美溪區的行政區域為伊美區的行政區域，伊美區人民政府駐新興中大街20號。

撤銷伊春市翠巒區，設立伊春市烏翠區，以原烏馬河區剩余部分的行政區域和原翠巒區的行政區域為烏翠區的行政區域，烏翠區人民政府駐曙光街保安委888號。

撤銷伊春市友好區、上甘嶺區，設立新的伊春市友好區，以原友好區、上甘嶺區的行政區域為新的友好區的行政區域，友好區人民政府駐和平路159號。

撤銷伊春市西林區、金山屯區，設立伊春市金林區，以原西林區、金山屯區的行政區域為金林區的行政區域，金林區人民政府駐花園街1號。

二、黑龍江省撤銷嫩江縣設立縣級嫩江市(2019年調整)

撤銷嫩江縣，設立縣級嫩江市，以原嫩江縣的行政區域為嫩江市的行政區域，嫩江市人民政府駐嫩江鎮清江路201號。嫩江市由黑龍江省直轄，黑河市代管。