秦始皇三十三年(前214)平定岭南后，设立南海郡、桂林郡和象郡。省境大部分属南海郡，下辖番禺、四会、傅罗、龙川4县，郡治番禺。《广东百科全书》 609页，中国大百科出版社 1995版。秦设南海郡，辖县历有争议。方志钦、蒋祖缘主编《广东通史》第一册(广东高等教育出版社1996年版)181页载：南海郡辖县有番禺、四会、 博罗、龙川、揭阳五县，治番禺。此处采用《广东百科全书》观点。此外，雷州半岛属象郡，粤西肇庆一带属桂林郡，粤北部分地区属长沙郡，粤东北部分地区属九 江郡。这是广东历史上第一次划分政区，也是广东归入全国统一政区之始。
秦末，南海郡尉赵佗并岭南三郡而自立南越国。汉武帝平定南越后，在岭南地区设置南海、苍梧、合浦、郁林、珠崖、儋耳、交趾、九真、日南9郡，其中除后3郡 在今越南境外，其余6郡在不同时期全部或部分属广东省境。今粤北部分地区并入桂阳郡。元封五年(前106)设交趾部，治广信，实行以部(州)统郡，下领南 海郡(辖6县)、合浦郡(辖3县)、苍梧郡(辖4县)、珠崖郡(辖5县)、儋耳郡(辖3县)。省境北部6县属荆州桂阳郡，有1县属扬州豫章郡。东汉建安八 年(203)，交趾部改称交州，治广信。形成州、郡、县三级建制。赤壁大战后建安十五年(210)，孙权任命步骘为交州刺史。步骘到任后组织水军东取番 禺，将旧时南越国的番禺城加以重建，于建安二十二年(217)将交州治所迁到南海郡番禺县。此期间，南海郡增设增城县，桂阳郡的阳山县并入含洭县，其它郡 县如旧。
三国吴黄武五年(226)，析交州东部的南海、苍梧、郁林、高凉4郡置广州，广州自此而得名。吴甘露元年(265)，将桂阳郡南部析出，置始兴郡、治曲 江，仍属荆州。自此广东北江流域脱离湘南成为独立一郡。省境大部属广州的南海郡(辖7县)、高凉郡(辖3县)、高兴郡(辖2县)、苍梧郡(辖4县);北部 为荆州始兴郡(辖10县);西南部为交州珠崖郡(辖1县)、合浦郡(辖1县)。
西晋广东境内政区较之三国吴时变化不大，仅原属荆州的始兴郡改隶广州，原属交州的珠崖郡并入合浦郡。东晋对州郡县作了一些调整和增设:始兴郡(辖8县)由 广州改隶湘州;广州的高兴郡并入高凉郡(辖7县)；新增东官郡(辖3县)、晋康郡(辖7县)、新宁郡(辖7县)、义安郡(辖4县)、新会郡(辖4县)；交 州的珠官郡并入合浦郡(辖1县)。此外，还有湘州的苍梧郡、临贺郡(各辖1县)，广州的南海郡(辖9县)。总计全境设11郡52县，分属广州、交州和湘 州。
南北朝时期，由于北方战乱，汉人大量南迁，统治者为安插部属增设不少郡县。但此时郡县地域狭小，辖境不详，且变更纷繁。这是广东政区建置最混乱，郡县数量 最多，区域分布最不合理的时期。这一时期，仍实行东汉以来的州、郡、县三级建制。宋明帝泰始年间(465~472)，析交州郡及广州个别地区改置越州。新 设宋康、海昌、绥建、宋熙、乐昌5郡，将湘州始兴、临贺郡改称广兴、临庆郡。县的更易甚多，较之东晋时期增设20多县。总计省境设16郡103县，分属广 州、湘州、越州。南齐时增置齐乐、齐康、齐建、广熙4郡，复置高兴郡，将广兴、临庆郡复名为始兴、临贺郡，改宋熙为宋隆郡。县的设置较刘宋时又增30多 个，总计省境设20郡、136县。梁陈时期，在今西江流域、粤西、粤北增置11州、19郡、10县。但新置的州郡县大多小于原郡县，且辖属混乱，废并频 繁，有一郡只辖一县者，也有州、郡、县同在一地者，成叠床架屋之势。广东境内先后设置广、新、瀛、成、静、泷、建、高、罗、东衡、西衡、南合、越、崖14 州;郡增至39个;县的设置，南梁时达146个，南陈133个。
隋唐五代时期，广东政区建置又有新的变化。隋初省境分属广、循、潮、端、高、泷、封、合、连、崖、钦11州。隋大业三年(607)改州为郡，成郡县二级建 制。同时大力压缩合并郡县，将南陈时期的39郡调整为12郡，即南海、熙平、龙川、义安、信安、永熙、苍梧、高凉、合浦、珠崖、儋耳、临振郡，将原133 县减为72县。唐初改郡为州，但贞观元年(627)在州之上设道，作为朝廷不定期遣使巡视各地的行政监察区，后演变为一级政区，形成道、州、县三级建制。 其时，广东属岭南道。另外，在岭南道分设广州、桂州、容州、邕州、交州5个都督府，统管岭南各州及其它都督府，五府皆隶于广州，故广州都督府在岭南地区具 有很高的地位。唐开元二十九年(741)在广东境内设广州(辖11县)、韶州(辖6县)、循州(辖6县)、冈州(辖2县)、潮州(辖3县)、康州(辖4 县)、泷州(辖4县)、端州(辖2县)、新州(辖2县)、封州(辖2县)、潘州(辖3县)、春州(辖2县)、勤州(辖2县)、罗州(辖4县)、辩州(辖2 县)、高州(辖3县)、恩州(辖3县)、雷州(辖3县)、连州(辖3县)、窦州(辖4县)、琼州(辖5县)、崖州(辖3县)、儋州(辖5县)、万安州(辖 4县)、振州(辖5县)，共25州93县。比隋代州郡增加一倍，县增加21个。咸通三年(862)，岭南道又分为岭南东道和岭南西道，东道治广州，西道治 邕州，省境属岭南东道。五代时期，岭南一带为刘氏所割据，建立南汉国，改广州为兴王府并定为国都。升兴宁县为齐昌府，新置祯州、英州、雄州和敬州(后改为 梅州)，在历来州县比较稀疏的粤北和粤东增置1府4州，改变以往分布悬殊的状态。个别县也作了调整，总计全境设27州府82县。