در سال۱۳۱۶ براساس قانون، کشور به ۱۰ استان و ۴۹ شهرستان تقسیم گردید که استان‌ها برحسب شماره نام‌گذاری گردیدند که استان مرکزی امروزی در استان یکم قرار داشت.
در تغییر دیگری که در قانون تقسیمات کشوری در سال ۱۳۳۹ اتفاق افتاد، استان‌ها به جای نام به اسامی اصلی و تاریخی خود نامیده شدند و براساس این قانون کشور به ۱۴ استان، ۶ فرمانداری کل، ۱۳۹ فرمانداری، ۴۹ بخش‌داری تقسیم گردید که بخش اعظم استان مرکزی فعلی در استان مرکزی آن زمان به مرکزیت شهر تهران قرار گرفت، براساس قانون مورخه ۸/۱۲/۱۳۵۶ استان مرکزی به دو استان تهران به مرکزیت شهر تهران و استان مرکزی به مرکزیت اراک تبدیل شد، که شهرهای تابعه استان مرکزی به این شرح بودند: اراک، ساوه، قم، خمین، تفرش، کاشان
براساس تصویب‌نامه سال ۱۳۵۷ شهر کاشان از استان مرکزی جدا به استان اصفهان افزوده شد، براساس قوانین سال‌های ۱۳۵۸ و ۱۳۵۹ شهرهای سربند و دلیجان به استان مرکزی اضافه و در سال ۱۳۶۵ شهرستان قم از استان مرکزی جدا و به استان تهران الحاق و در سال ۱۳۷۵ مستقلاً به استان تبدیل گردید.

استان مرکزی به دلیل قرارگیری در مرکز کشور و مجاورت با حکومت‌های بزرگ قبل از اسلام از اهمیت خاصی برخودار بود و به همین دلیل شهرهایی که در منطقه وجود دارند از لحاظ تاریخی اهمیت پیدا کرده‌اند. از جمله این شهرها می‌توان به کمیجان، نراق، آوه، آستانه، نیم‌ور و ساروق، وفس ،چهرقانوکرهرود، مشکویه در شهر پرندک اشاره کرد.