从文献记录来看，贵州的建置至少可追溯到春秋时期。春秋时期，贵州境内部族林立，著名的有牂牁国。战国后期，夜郎国兴起。秦昭襄王三十年（公元前277年），秦置黔中郡，辖贵州东北部。贵州开始纳入统一的行政建置。公元前135年，汉武帝派唐蒙出使夜郎，夜郎侯同意在其属地设郡县。公元前126年设置夜郎县、且兰县。公元前111年，置牂牁郡。西汉成帝河平年间（公元前28—公元前25年），夜郎国灭，郡县制在贵州最后确立。

东汉，基本沿袭西汉建置。三国时，贵州地区为蜀汉政权所占有，分属牂牁郡、朱提郡、兴古郡、江汉郡、涪陵郡。两晋南北朝，贵州大部分地区属益州牂牁郡，西部属宁州兴古郡，西北部属益州朱提郡，北部属梁州涪陵郡，东部属荆州武陵郡。

隋代，贵州地区分属沅陵、黔安、巴东、明阳、牂牁、泸川等6郡。唐代，贵州地区推行经制州与羁縻州并行的制度。在贵州建置的经制州有播州、思州等，建置的羁縻州有矩州、蛮州等。从地域上看，乌江以北多系经制州，乌江以南多系羁縻州。

宋代，贵州地区分别隶于夔州路、荆湖北路、潼川路、广南西路等，而主要属夔州路。

元代，贵州地区分属湖广、四川、云南3行省。贵州地区实行土司制度，主要有：八番顺元等处宣慰司都元帅府、播州宣慰司、思州宣慰司、新添葛蛮安抚司、乌撒乌蒙宣慰司、亦溪不薛宣慰司、普定路、普安路等。

明代是贵州历史发展上的一个重要时期。明永乐十一年（1413年）设置贵州布政使司，贵州正式成为省一级的行政单位。明末，贵州布政司领贵州宣慰司及贵阳、安顺、平越3军民府和都匀、黎平、思州、思南、铜仁、镇远、石阡7府。

清代前期，贵州的行政建置变化较大。雍正五年（1727年），将四川所辖的遵义府及其各县，广西所辖的永丰州及荔波，湖广所辖的平溪、天柱改隶贵州；将贵州所辖永宁全境改隶四川。至此，贵州的疆域基本形成。清末，贵州设有12府、2直隶厅、13州、13厅、43县。

民国2年（1913年），贵州地方政区进行了一次调整，以前的府、厅、州，一律改为县，共计80个县，并分全省为黔中、黔东、黔西三道。1920年废道。1935年，全省设11个行政督察区。1937年，调整为6个行政督察区。1941年置贵阳市。1948年，贵州设1个直辖市、6个行政督察区，下辖78个县（市）。

1949年11月15日，中国人民解放军解放贵阳，12月26日成立了贵州省人民政府。1950年，全省设1个直辖市、8个专区，共置79县及遵义市。1956年4月，撤销贵定、镇远、都匀3专区，设置黔东南苗族侗族自治州和黔南布依族苗族自治州。1967年，设置六盘水地区。1978年12月，撤销六盘水地区，设置六盘水市，为省辖市。1981年9月，撤销兴义地区，设置黔西南布依族苗族自治州。1997年，撤销遵义地区，设立地级遵义市。2000年，撤销安顺地区，设立地级安顺市。2011年，撤销毕节地区和铜仁地区，设立地级毕节市和铜仁市。截至2023年12月31日，全省设立6个地级市、3个自治州；16个市辖区、10个县级市、50个县、11个自治县、1个特区。