終戦後、呉にイギリス連邦占領軍(BCOF)司令部が置かれ、旧呉鎮守府水道は呉市が一時使用許可を受ける形で運用され、BCOFに上水を供給した。1950年（昭和25年）旧軍港市転換法施行に伴い、1954年（昭和29年）12月までに旧呉鎮守府水道は国から呉市に移管された。以降、市水道施設との一体化を図るとともに工業用水道も整備され、1962年（昭和37年）敷地内に「呉市工業用水道事業」の施設が竣工した。1983年（昭和58年）敷地内に県水道「安芸灘地区水道用水供給事業（現広島水道用水供給事業）」専用の施設が竣工した。老朽化により呉市水道局の施設は更新され、1986年（昭和61年）に戸坂浄水場が廃止。以後、1997年（平成9年）に石内浄水場が廃止、2003年（平成15年）に本庄浄水場が廃止、2013年（平成25年）に平原浄水場が廃止されたため、宮原浄水場は呉市唯一の基幹浄水場となった。
1886年（明治19年）海軍区が制定され呉鎮守府が置かれることになり、安芸郡呉港は軍港として整備されることが決まった。そこで海軍へ安定した上水を送る軍用水道「呉鎮守府水道」（呉軍港上水道とも）の建設が決定した。1888年（明治21年）12月着工、翌1889年（明治22年）9月竣工。呉鎮守府建築委員会による工事で、設計技師は山崎鉉次郎と福岡清一郎。呉市中心部を流れる二河川下流域の大字荘山田村字東二河平甲（現二河峡公園内）に水源（二河水源地）を設け、海軍敷地内であったここ宮原浄水場まで運ばれ浄水し、鎮守府関連施設に送られることとなった。水源取水口が荘山田村一帯へ農業用水を送る灌漑用水取水口の上流に設けられたため、以降、荘山田村一帯で農作物被害が確認されたが、呉鎮守府は補償に取り組んでいる1890年（明治23年）3月、通水開始した。同年4月21日呉鎮守府開庁式が行われている。なお、呉市水道としては1918年（大正7年）4月呉鎮守府水道の余剰分を分与される形で始まった。つまり、呉鎮水道通水年ではなく分与された年が呉市としての正式な水道の始まりとなっている。そのため近代水道として実際は横浜・函館についで全国3番目の創設（竣工だけ見れば函館より早いため全国2番目）ではあるが、記録の上での創設では34番目になる。呉鎮守府水道の拡張工事は竣工後からすぐに行われ、第1期は1895年（明治28年）9月竣工、第2期1901年（明治34年）3月竣工、第3期1923年（大正12年）9月竣工、と次々行われ、これは終戦まで続いた。第2期拡張工事後から本庄水源地（本庄ダム）からも取水を開始した。この間呉市は、1905年（明治38年）6月芸予地震、1945年（昭和20年）呉軍港空襲を始めとする市街地の空襲、同年9月枕崎台風、と大きな被害に遭遇し、壊滅的な被害を受けている。
1911年（宣統3年）、辛亥革命が勃発すると11月9日に広東省は独立、広東都督府が設置されその下部に軍政、民政等の8部2処を設置した。1913年（民国2年）には民政長官としての民政長を設置、1914年（民国3年）には民政長を巡按使、1916年7月には省長と改称された。1925年（民国14年）7月1日、広州国民政府は全国初の省政府として広東省政府を広州に設置、省務会議による省行政の一元管理を行った。同日に公布された『省政府組織法』に基づき委員及び主席を選出している。1926年（民国15年）11月10日、国民党中央政治会議は広東省政府を広東省政府委員会に改編することを決定、また広州国民政府は同日『修正省政府組織法』により省政府の元に民政、財政等の庁を設置している。1927年（民国16年）の上海クーデター以降、広東省政府は南京国民政府に帰順、同年7月11日には省政府を解体し、常務委員制度を採用している。1936年（民国25年）10月3日、行政督察区が施行されると全省に9区が設置されている。日中戦争が勃発すると、1938年（民国27年）10月に日本軍が広東省一帯を占領し、中華民国政府は実効支配権を喪失したため、汪兆銘政権による統治が実施された。その後、1945年（民国34年）8月15日、日本の敗戦と汪兆銘政権の崩壊により中華民国による統治が復活し、さらに9月21日にはフランスの租借地であった広州湾租借地が中華民国に返還され、湛江市となった。1949年（民国38年）4月には海南特別行政区が発足したため、海南島、東沙諸島、太平島などの地域が広東省の管轄から離れた。1949年（民国38年）10月14日、共産党勢力により省会の広州市が「解放」されると、中華民国が実効支配する広東省の地域は万山群島のみとなった。翌1950年（民国39年）5月25日には万山群島戦役が勃発し、8月4日に人民解放軍が全島を制圧したため、中華民国は実効支配権を喪失した。