臺北縣的行政區范圍，源自日據時期設置的臺北州；當時臺北州的范圍涵蓋今日的臺北縣、宜蘭縣與臺北市、基隆市，共設置海山郡、新莊郡、七星郡、淡水郡、基隆郡、文山郡、宜蘭郡、羅東郡等8郡。
1945年10月臺灣光復。國民政府接管臺灣，考慮到地方自治的需要，將日本統治時期的五州三廳，改為八縣，并將日據時期的11市改為9省轄市、2縣轄市。其中臺北管轄區域為：臺灣本島，東為基隆區貢寮鄉卯澳（三貂角），位于東經122°0′13″；西為新莊區小南灣，位于東經121°16′44″；南為蘇澳區南澳鄉大濁水溪河口，位于北緯24°18′49″；北為淡水區石門鄉頭圍（富貴角），位于北緯25°17′49″。東西北三面臨海，南與新竹、臺中、花蓮三縣毗鄰，縣界自林口臺地的南面山地起，經插天山、摟蘭山、桃山、南湖大山，以大濁水溪與花蓮縣為界，內含臺北、基隆兩省轄市。面積4480.4875平方千米，人口832269人。管轄附屬島嶼有：龜山島、龜卵島及釣魚列嶼的釣魚臺、黃尾嶼、赤尾嶼、沖北巖、沖南巖、北小島、南小島、飛瀨小嶼等10個島嶼。管轄縣轄宜蘭市及七星、淡水、基隆、宜蘭、羅東、蘇澳、文山、海山、新莊、等9個區，共40個鄉鎮（12鎮、28鄉）。臺北縣政府于1946年1月16日正式成立，初設于臺北市城中區華山。1946年12月11日，縣政府失火燒毀，于1947年1月16日遷于海山區板橋鎮，以海山郡役所為縣政府。
1947年1月，羅東區濁水鄉更名為太平鄉。1月31日，將臺北縣基隆區的七堵鄉劃歸基隆市。2月4日，撤銷七星區，所轄鄉鎮并入淡水區；撤銷蘇澳區，所轄的鄉鎮并入羅東區；撤銷海山區，所轄的鄉鎮由縣政府直轄。4月1日，將新莊區的鷺洲鄉分為三重鎮及蘆洲鄉。
1948年1月1日，宜蘭區的頭城鄉改為頭城鎮。1949年3月，設立北峰區，管轄羅東區的南澳鄉、太平鄉及文山區的烏來鄉。1949年7月，臺灣省政府設立草山管理局，將原屬臺北縣的士林、北投二鎮劃為管轄區域。
1950年3月1日，文山區的深坑鄉被分為深坑、木柵二鄉及景美鎮，劃新莊區新莊鎮的一部分設立泰山鄉。1950年3月31日，臺灣省政府第143次委員會會議通過：草山管理局更名為陽明山管理局。
1950年臺灣省調整各縣市行政區域，其中臺北縣分為臺北、宜蘭二縣。臺北縣管轄七星、海山、新莊、文山、淡水、基隆6區，計34鄉鎮，548426人，面積2257.4873平方千米。臺北縣轄板橋、樹林、鶯歌、三峽、新莊、三重、新店、景美、淡水、汐止、南港、瑞芳等12鎮，及中和、土城、蘆洲、五股、泰山、林口、木柵、深坑、石碇、坪林、三芝、石門、八門、內湖、平溪、雙溪、貢寮、金山、萬里、烏來等20鄉，暨陽明山管理局轄區的士林、北投二鎮（陽明山管理局的面積為119.0106平方千米）。疆界乃東為貢寮鄉洋萊萊，位于東經122°01′16″；西為林口鄉小南灣下福，位于東經121°16′31″；南為烏來鄉摟蘭山，位于北緯24°40′51″；北為石門鄉富貴角，位于北緯25°18′11″；臺北縣中心位置為石碇鄉，位于東經121°39′27″，北緯24°19′55″。東北兩面臨海，西與桃園縣相接，南與宜蘭縣為界，內含臺北、基隆兩省轄市及陽明山管理局。縣政府暫設于板橋。
1958年4月1日，設立永和鎮，由中和鄉分置。1961年4月1日，三重鎮改制為縣轄市三重市。1968年7月1日，臺北縣的南港鎮、內湖鄉、木柵鄉、景美鎮，以及陽明山管理局所轄的士林、北投兩鎮一并劃歸臺北市。1972年7月1日，板橋鎮改制為縣轄市板橋市。1979年1月1日，中和鄉及永和鎮改制為縣轄市中和市、永和市。1980年7月1日，新莊鎮及新店鎮分別改制為縣轄市新莊市、新店市。1993年6月26日，土城鄉改制為縣轄市土城市。1997年10月6日，蘆洲鄉改制為縣轄市蘆洲市，全鄉36村改稱全市36里。1999年7月1日，汐止鎮改制為縣轄市汐止市。1999年10月4日，樹林鎮改制為縣轄市樹林市。
目前臺北縣下轄10個縣轄市、4個鎮和15個鄉（另外可再向下細分為1014里、21637鄰），極東為貢寮鄉（亦為臺灣本島的最東處）、極西為林口鄉、極北為石門鄉（亦為臺灣本島的最北處）、極南為烏來鄉（2006年1月）。
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