广东除今连州及乐昌北境属长沙郡管辖外,都属南越国地盘。南越国实行郡县制。汉武帝平定南越后,汉朝将南越地划分为南海、苍梧、郁林、合浦、交趾、九真、日南、儋耳、珠崖9个郡。为了便于监督各郡官吏,汉朝又设立13个常驻监察机构,称为“十三部”,其中设在苍梧郡广信县(今封开)的交趾部,专门负责纠核岭南9郡。东汉时地方官员开始对南海海域进行巡视。
东汉末,交趾部改为交州,除监察权外,还拥有军政大权,成为郡上一级政府,地方行政制度也就从郡县二级变为州、郡、县三级。今广东省境包括交州辖下的整个南海郡(粤中、粤东),还包括苍梧郡、合浦郡、荆州贵阳郡和扬州豫章郡的一部分。其中南海郡较秦代增置3个县:揭阳、中宿(今清远)和增城。东汉末,赤壁之战后逐渐形成魏、蜀、吴三国鼎立的局面。公元210年(汉献帝建安十五年),吴国的孙权任命步骘为交州刺史,率兵抵番禺。217年(建安二十二年),步骘把交州州治从广信东迁番禺。264年(吴景帝永安七年),东吴为便于治理,又把南海、苍梧、郁林、高梁4个郡(今广东、广西大部分地区)从交州划出,另设广州,州治番禺,广州由此得名。东吴时期,今广东省境除广州辖下的4郡外,还包括荆州始兴郡和海南岛。西晋时,今广东省腹地属当时的广州,粤北属荆州,雷州半岛和海南岛属交州。
南北朝时期,中国政局南北分裂。北方战乱,南方人口大量增加。南朝统治者对俚人(越族)实行“羁縻”政策,在原地大量封官,导致州、郡数猛增。增设的州、郡、县多集中在粤中、粤西、粤北地区,粤东地区设置较少。因为当时粤东农业经济没有粤西发达,交通也没有粤西方便。粤西有著名的“湘桂走廊”与中原相通。
隋、唐、五代十国时期建置隋初,设广州、循州(今惠州)两个总管府统领诸州。隋炀帝废州为郡,改为郡、县两级,大加省并,今广东省境分属10郡、74县。
唐初地方设州、县。岭南45州分属广州、桂州、容州、邕州、安南5个都督府(又称岭南五管)。655年(高宗永徽六年)以后,5府皆隶于广州,长官称为五府(管)经略使,由广州刺史兼任。756年(肃宗至德元年),升五府经略使为岭南节度使。862年(懿宗咸通三年),岭南道划分为东、西道,东道治广州,广东属岭南东道,这是广东省名中“东”字的由来,也是两广分为东西的开始。
五代十国时期,岭南为南汉王朝(公元917年至971年)统治,行政区划基本上继承唐朝的建制。