从皋兰山下出现氏族部落到现在，兰州的建制经历了复杂的演变过程。
相传大禹治水时，将天下划分为冀、豫、雍、扬、兖、徐、梁、青，荆九州，据说兰州一带属于雍州。
商、周时期，兰州是羌族人民游牧的地方。羌族是我国古代的一个少数民族，活动中心在今青海。
战国时，秦昭王设立陇西郡，兰州一带归陇西郡管辖。
秦始皇统一六国后，“分天下以为三十六郡”.兰州一带为陇西郡的辖地，范围大致包括现今的城关区和榆中县。
汉武帝将全国划分为十三部、一百零三郡，在今甘肃境内设有十个郡。元狩二年（公元前121年），在今西固区黄河南岸构筑金城。汉昭帝始元六年（公元前81年），将天水、陇西、张掖三郡各划出两个县，增设了金城郡。随后又将金城郡的辖区扩大到十三个县，即允吾（读铅牙，即今青海省民和县东下川口一带）、浩亹《今红古区窑街一带）、令居（今永登西北部）、枝阳（今永登南部）、金城（今西固区一带）、榆中（今榆中金崖乡一带）、枹罕（今临夏西部）、白石（今夏河一带）、河关（今临夏东部）、破羌（今青海乐都西部）、安夷（今青海西宁东部）、允街（今永登南部）、临羌（今青海西宁西部），郡治设在允吾，隶属于凉州（今武威）刺史部。萁中令居、枝阳、允街、浩亹、金城、榆中六县，都在现今兰州市辖区以内。东汉光武帝建武十二年（公元36年），曾一度将金城郡并入陇西郡，翌年，因防务需要又重新分开，但仅领金城、令居、枝阳、榆中、允街、浩亹六县。安帝永初四年（公元110），西羌入侵金城，郡治曾一度迁往襄武（今陇西）。
三国时期，金城郡属于魏国的领土，下辖榆中、允街、金城、浩亹，白土、允吾六县，隶属于凉州，郡治仍在允吾。
到西晋时，撤销允吾县，金城郡郡治由允吾迁到榆中，领县由魏国时的六个减少到五个，即：榆中、允街、金城、白土、浩亹。
西晋灭亡后，我国北方相继出现了与南方东晋政权相对峙的十六个封建割据政权，史称“五胡十六国”.在此期间，金州郡曾为前、后、西、南、北五凉和前、后、西三秦所辖，领县错杂，莫相统一。其中，前凉张0曾一度将金城郡郡治迁往金城（今西固区）‘西秦乞伏国仁则在今榆中县大营川一带“筑勇士城以都之”.及至南北朝时期，金城郡又相继为北魏，西魏、北周所有，隶属于河州，郡领子城、榆中、大夏三县，郡治设在位于现今榆中县境内的子城。那时，也就是十六国至南北朝时期，由于金城郡、县的变动比较频繁，郡治和县治所在地也游移不定。特别是设置“郡”,“县”的原则，与两汉时期比较，更是大不相同。在两汉（尤其是西汉）时，“户”数不足若干的，“口”数不足若干的，不得随便设置郡、县。到十六国和南北朝时，则全然不同，不仅可以随意设置郡、县，而且常有不顾户、口数目，一“郡”只直隶一“县”的现象发生。其用意自然在于政治上的夸张，即炫耀自己辖有若干郡、若干县而已。所以，当时的金城“郡”,实际上已经降低到“县”的水平。据史料记载，西汉时，金城郡领县十三，有户三万八千四百七十，口十四万九千六百四十八。在十六国至南北朝时期，金城郡无户口资料可稽。但到隋朝时，金城郡仅领县二，有户六千八百一十八，口无统计。便是很好的说明。
隋朝建立后，先是废郡置州，后又改州置郡。开皇元年（公元581午）文帝设立兰州总管府，“以皋兰山为名”.“兰州”这个名称，首次见诸史册。炀帝大业元年，又废除兰州府，三年，重设金城郡。并将子城改名为金城。郡辖金城、狄道（今临洮）二县。以后又废除金城县，新置五泉县，其辖地大致与今兰州市城关区相当。
唐初改郡为州，金城郡仍名兰州。高祖武德二年，首次将州治所在地由隋代的金城（即子城）县迁至五泉县，也就是现在的兰州市城关区一带。太宗贞观元年，将全国划为十道，以道统州。兰州上属陇右道，下领五泉和金城（今西固）二县。高宗咸亨二年，又改五泉县为金城县。玄宗天宝元年，复改兰州为金城郡、金城县为五泉县。肃宗乾元二年，再改金城郡为兰州。安史之乱以后，兰州失陷于吐蕃。到宣宗大中二年，才复归唐朝。州领五泉、广武（即今红古区一带）二县。唐末至五代期间，兰州又相继为回鹘、党项诸族占领，直至神宗元丰四年，方回到北宋的版图。
北宋初期沿袭唐朝的行政建制。以后又改道为路，全国共设十五路，分领府，州、军、监。在兰州设立“兰州金城军事”.徽宗崇宁二年，将治所所在地五泉县改名为兰泉县。到南宋时，金朝政权在它所占据的北方设立十九路，分领府、州。高宗绍兴元年，兰州成为金朝属地。金熙宗星统二年，撤销兰泉县，兰州辖定远（今榆中西北部）、龛谷（今榆中）、阿干（今七里河区阿干镇）三县，隶属于临洮路。
元朝将全国划分为十二省，下辖路、府、州，县。兰州领阿干县，隶属于甘肃行中书省临洮路巩昌（今陇）总帅府。
明改元制，变行中书省为布政使司，全国共设两个直隶地和十三个布政使司，分领府、州、县。甘肃行政隶属于临洮府。洪武十一年后，朱元璋为“控要害，以分制海内”,相继封诸子为藩王。惠帝建文元年，兰县成为肃王的王城。宪宗成化十三年，又将兰县升为兰州，辖金县（今榆中），归陕西布政使司临洮府统辖。
清初仍循明制，兰州隶属于临洮府。后恢复元朝的行省建制，下设道、府、直隶州、厅、县等。鉴于当时我国疆域重新得到统一，“以遥隶陕西，不免鞭长莫及”,康熙五年（公元1666年），清政府决定设立甘肃行省（即甘肃布政使司），与陕西实行分治。并并“酌全陇适中之地，状区夏控制之形”,在兰州“建立会城，移设府治”,甘肃巡抚也随之由巩昌移驻兰州，兰州始成甘肃省会。乾隆三年（公元1738年），准巡抚奏请，五年（公元1740年）将甘肃的政治中心由临洮府迁到兰州，称为兰州府，并将兰州改为皋兰县。兰州府统领两州：狄道州、河州、一厅：循化厅（今青海循化），四县：皋兰、金县、渭源、靖远，府治设在皋兰县，也就是现在的城关区。
辛亥革命后，该府、州、厅为道、县，以省统道，以道统县。公元1913年，将兰州、巩昌二府合并为兰山道，统领十五个县，即：皋兰、红水、榆中、狄道、导河、宁定、洮沙、靖远，渭源、定西、临潭、陇西、岷县、会宁和漳县。道尹驻在皋兰。公元1927年，改道为区，皋兰、榆中属于兰山区。公元1936年，又划甘肃省为七个行政督察专员公署，皋兰、榆中属于第一行政督察专员公署，署治驻岷县。随后又将皋兰县县城划出一部分，于公元1941年7月1日正式成立了兰州市。任命蔡孟坚为首任市长。市政府与皋兰县政府同设在现今城关区武都路，市县并列，市辖城区，县辖乡村。市区东起东稍门，西至七里河，南至皋兰山，北至庙滩子，面积约十六平方公里。到公元1944年，市区面积才扩展到一百四十六平方公里。
新中国成立以来的三十余年间，兰州市的建制曾几经变动。公元1985年底，全市共辖城关、七里河、安宁、西固、红古，五个区和榆中、皋兰、永登三个县，总面积达一万三千八百六十九平方公里，其中市区面积一千六百三十一点六平方公里。甘肃省和兰州市的党政军首脑机关全部设在城关区，也就是兰州旧城所在地。
倘若从西汉设置金城郡算起，到公元1985年为止，兰州已经经历了将近两千一百年的风云变幻。因此，把兰州称为黄土高原上的历史古城，丝毫也不夸张。
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