1949年8月3日，天水县解放。8月15日，天水分区行政督察区成立，辖天水、甘谷、武山、徽县、两当、通渭、秦安、清水8县。同年12月，天水分区改称天水专区。
1950年2月，析天水县置天水市，以城区为其行政区域。5月25日，平凉专区析出庄浪县划归天水专区;撤销岷县专区，所属陇西、漳县划归天水专区。天水专区辖天水市及天水、秦安、徽县、两当、武山、漳县、甘谷、清水、庄浪、陇西、通渭11县，81个区公所，614个乡。
1952年，天水专区辖91个区公所，635个乡。1953年7月6日，张家川自治区成立(1955年10月改称县)。同年底，天水专区辖1市12县887个乡。
1956年1月，天水专区的陇西县、通渭县划归定西专区，武都专区的礼县、西和、成县划归天水专区，天水专区的庄浪县划归平凉专区。同年底，天水专区辖天水市及天水、秦安、礼县、西和、成县、徽县、两当、武山、漳县、甘谷、清水、张家川12县，67个区，531个乡，9个镇，9个街道办事处。
1958年4月4日，撤销两当并入徽县。4月8日，撤销武都专区，所辖宕昌、文县、武都、康县、岷县5县划归天水专区。9月5日，撤销西和县、礼县，合并成立西礼县。撤销徽县、成县，合并成立徽成县。12月16日，天水专区的岷县划归定西专区。12月20日，撤销天水县划归天水市。撤销甘谷县，甘谷、漳县、武山合并成立武山县。撤销张家川县和清水县，合并成立清水回族自治县。同年实现人民公社化，实行政社合一体制。天水专区辖天水市及秦安、清水、武山、西礼、徽成、武都、文县8县。129个人民公社，4个街道办事处。
1961年11月15日，恢复武都专区。原划归天水专区的武都、宕昌、康县、成县、文县仍划归武都专区。12月15日，恢复天水、甘谷、漳县、两当、西和、礼县、清水县和张家川回族自治县。漳县划归临洮专区。至年底，天水专区辖天水市及天水、西和、礼县、徽县、两当、武山、甘谷、秦安、清水、张家川等10个县，60个区，440个人民公社，4个街道办事处。
1963年10月23日，撤销临洮专区，将其所属漳县划归天水专区。天水专区辖1市11县，482个人民公社，3个镇，4个街道办事处。
1969年10月1日，天水专区改为天水地区，辖1市11县，223个人民公社，5个镇，4个街道办事处。
1980年，天水地区辖1市11县，232公社，5个镇，8个街道办事处。1983年，政社分设，改社为乡。
1985年7月8日，撤销天水地区，天水市升为地级市。原属天水地区的西和、礼县、徽县、两当4县划归新成立的陇南地区，漳县划归定西地区。新设秦城、北道2区。天水市辖秦城、北道2区，秦安、清水、甘谷、武山、张家川回族自治县5县，138个乡，11个镇，11个街道办事处。
1992年5月30日，武山县远鸳鸯乡改为鸳鸯镇。
1998年11月16日，北道区甘泉乡改为甘泉镇。
至2002年底，天水市辖秦城、北道2区，秦安、清水、甘谷、武山、张家川回族自治县5县，40个镇，109个乡，11个街道办事处 。
经国务院批准，从2005年1月1日起，秦城、北道区更名为秦州区、麦积区。