1950年（民国39年）8月，国民政府于迁台后对台湾省行政区进行重划，新竹县加新竹市二者统合调整为桃园县、新竹县、苗栗县三个省辖县。第二次国共内战后，许多来自中国大陆的军眷迁移至桃园县，使得中坜的龙冈地区便以滇、缅移民的外省人而着名。1960至70年代，中坜、龟山等传统工业区成立，以及1979年2月26日，中正国际机场（现台湾桃园国际机场）的启用，桃园县工商发展迅速，成为全国人口增加率最高的县市之一，但在高度发展的背后，也带来了环境污染的问题，例如全国知名的RCA污染案。
直辖市时期