元代（1271—1368年）:元世祖至元八年（1271年）建立元朝，建置为行省、路（府、州）县三级制。元初置巩昌路便宜都总师府，治陇西、统巩昌、平凉、临洮、庆阳、隆庆5府及秦、陇、定西、河、洮、岷等27州。至元八年划岷州归脱思麻路所辖。至元十三年（1276年）立巩昌路总管府。至元21年（1284年）划去部分州，辖有巩昌、平凉，临洮、庆阳4府和秦、陇、宁、定西等15州。今定西地区地域属陕西行省巩昌路、定西州、临洮府、及吐蕃等处宣慰司脱思麻路辖。

巩昌路巩昌府治陇西县，领陇西、宁远（今武山县）、通渭、伏羌（今甘谷县）、鄣县（初治今漳县盐井镇，大德年间县城被洪水洪毁，移治漳河北岸，改鄣县为漳县）5县。

定西州治定西县。至元三年（1265年）并定西、安西、通西三县入定西州。元惠宗至正十二年（1352年）因地震诏改定西州为“安定州”。

临洮府，治狄道县（今临洮县）。领狄道渭源2县，至元十三年（1276年）升渭源堡为县。

吐蕃等处宣慰使脱思麻路治岷州（今岷县）辖岷州，领铁州（治今岷县维新乡元山坪）。

至元七年（1270年）将原金代所置鸡川县并入秦安县辖于秦州（今天水）。

明代（1368—1644年）:明初，沿用元朝的行省制。明太祖洪武二年（1369年）置陕西等处行中书省，辖今甘肃省地洪武九年（1376）废除行省制，分别设置承宣布布政使司（长官称为布政使），掌民政与财政预算；提刑按察使（长官称为提刑按察使）掌司法、监察；都指挥使（长官称为都指挥使）、初掌军事，后兼管理民政。三司实行行政、司法、军事分立制，各不统属、互不兼任。

陕西等处承宣布布政使司驻西安府，所辖4府，巩昌府与临洮府统于陕西布政使司所属。洪武二十九年（1396年）陇右道辖临洮、巩昌二府洮、岷、河、兰4卫。洪武年间置洮岷茶马司。明宪宗成化四年（1468年），没洮岷道貌岸然辖队、文成漳4州县及洮、岷2卫、西固一所。

巩昌府，洪武三年（1370年）置，治陇西县。统3州14县。领陇西、通渭、伏羌（今甘谷县）、宁远（今武山县）、漳县、安定（洪武十年（1377年）降州为县今定西县）、会宁、西和、咸县。洪武二十一年（1388年）设巩昌卫、统于陕西都指挥使。秦州直隶州（治今天水市），领秦安、清水、礼县；阶州直隶州（治今武都县），领文县。徽州（治今徽县），领两当县。

临洮府，治狄道县。统兰州、河州2州，领狄道、渭源2县。洪武二十一年（1388年）设临洮卫。统于陕西都指挥司。

兰州直隶，治兰州，领金县（今榆中县）。

河州（治今临夏）。

岷州卫，驻岷州（今岷县）。洪武四年（1371年）置岷州千户所及铁城千户所。洪武十一年（1378年）设岷州卫，领西固城宁御千户所（在今舟曲）。统属于陕西都指挥司。洪武二十四年设岷州，隶巩昌府辖。嘉靖二十四年（1545年）改岷州军民指挥使为岷州卫，嘉靖四十年（1561年）革去岷州卫。

清代（1644年—1911年）

清初沿袭时代旧制，康熙三年（1664年）陕西布政使司分为左、右布政使司。以陕西右布政使司驻巩昌府（今陇西县），辖今甘肃全境。康熙六年（1667年）更右布政使司为巩昌布政使司，次年（1668年）改为甘肃布政使司，移驻兰州。康熙八年（1669年）甘肃正式建省。实行省、府、州、县四级行政区划管理体制。今定西地区地域辖于巩秦阶道、兰山道巩昌府、兰州府。

巩昌府，治陇西县。领陇西、安定（今定西县）、会宁、通渭、宁远（今武册县）、伏羌（今甘谷县）、西和、漳县8县及岷州（今岷县），洮州厅（今临潭）1州一厅。道光九年（1829年）划漳县归陇西县辖，设陇西县丞管理。

兰州府，治皋兰县（今兰州市）。领皋兰、金县（今榆中县）、靖远、渭源4县及河州（今临夏）、狄道（今临洮）2州。

中华民国时期（1912—1949年），甘肃行政区划主要为省县二级体制，间有三级制。

民国元年（1912年）3月，北京北洋政府成立，甘肃省行政区划仍没清代省、府、县三级体制，“道”为省“布政使署”的派出机关。民国二年（1913年）1月8日，公布《划一现行各省行政官厅组织令》，统一了全国地方官制和行政建制设置。省“布政使署”改称“行政公署”，长官由“布政使”改称“民政长”，同时将麻、直隶州直隶厅一律裁废，推行省县二级制。仍保留“道”作为省的派出机关。省“民政长”改称“巡按使”，县长官称“县知事”。“道”长官由“观察使”改称“道尹”。民国五年（1916年）7月，甘肃省设置7个道，省长官称为“省长”。