成立后，日本向伪满洲国租借关东州。1937年日满达成了新租借协议，将满铁附属地行政权交给伪满洲国，但仍保留关东州于名义上独立的伪满洲国之外，直至1945年二战结束日本投降后改回辽宁省。1945年9月东北地区分为九省后，本省的行政划分变为辽宁（省会沈阳）、辽北（省会辽源）。辽宁全省四市二十二县：沈阳市于1947年6月升直辖市。大连、沈阳二市为直辖市，直隶行政院；1946年1月11日辽宁军区成立时辖辽阳、鞍山、辽中、台安、盘山、本溪、沈阳(北宁路南、长春路东)、抚顺、铁岭、兴京、海城、盖平、营口等县