Den 27. april 2016 møttes representanter fra begge fylkesting på Stiklestad og vedtok en søknad om sammenslåing av de to fylkene som et ledd i regionreformen. I Nord-Trøndelag stemte 21 av 35 representanter for sammenslåing; i Sør-Trøndelag gjorde 41 av 43 representanter det samme. Søknaden om sammenslåing ble sendt kommunal- og moderniseringsdepartementet samme dag. Fylkene ble slått sammen til Trøndelag fylke fra 1. januar 2018, etter vedtak i Stortinget den 8. juni 2016. Trøndelag tok Olavskorset som sitt våpenskjold, det samme som Nord-Trøndelag hadde. Fylkestinget i det nye Trøndelag fikk 78 representanter. Etter kommunestyre- og fylkestingsvalget 2019 ble dette tallet redusert til 59.