پس از نهضت مشروطیت، اولین قانون تقسیمات کشوری تحت عنوان «قانون تشکیل ایالات و ولایات و دستورالعمل حکام» به تصویب رسید که بر اساس مادّه ۲ آن، کشور به چهار ایالت آذربایجان، کرمان و بلوچستان، فارس، و خراسان تقسیم شده بود.
در سال ۱۲۹۹ هجری شمسی با به قدرت رسیدن رضاخان ، حاکمیت سلسله پهلوی آغاز گشت و بدین ترتیب از آن زمان تا به امروز آذربایجان به‌انحاءمختلف تقسیم و پاره‌پاره شده است:
۱. درمهرماه سال ۱۳۱۶به‌موجب قانون مجلس پهلوی اول تقسیمات کشوری متعلق به دوران ممالک محروسه قاجار لغو شده و با حذف اسامی تاریخی، کشور به شش استان شمال غرب، غرب، شمال، جنوب و شمال شرق تقسیم شد.
۲. در آذرماه ۱۳۱۶ با تجدید در قانون تقسیم‌بندی قبلی، کشور به ۱۰ استان تقسیم‌شده و با شماره‌های یک تا ده مشخص شد. در این تقسیم‌بندی تبریز به عنوان مرکز استان سوم و ارومیه به‌عنوان مرکز استان چهارم معرفی شد و نام و حدود آذربایجان به شکل کامل از نقشه‌های کشور حذف شد. با این وجود اردبیل، زنجان، قزوین، همدان و ساوه به‌عنوان بخشی از استان سوم به مرکزیت تبریز باقی ماندند.
۳. سال ۱۳۳۹ استان‌های سوم و چهارم به ترتیب با نام استان آذربایجان شرقی (تبریز) و آذربایجان غربی (ارومیه) مشخص شدند. ایران به ۱۳ استان و ۱۸ فرمانداری کل تقسیم شد. در این تقسیم‌بندی بعضی از شهرهای آذربایجان را به استان‌های مجاور واگذار کردند؛ اما اردبیل، زنجان و قزوین بازهم جزو آذربایجان شرقی به مرکزیت تبریز باقی ماندند. در این دوران با تبدیل‌شدن همدان به فرمانداری کل، روند انتزاع همدان از آذربایجان شرقی شکل کامل به خود گرفت. قبل ازتقسیم‌بندی سال ۱۳۳۹ و دقیقاً در سال ۱۳۳۷ آستارا که بخشی از شهرستان اردبیل بود، به شهرستان تبدیل شد و در سال ۱۳۵۰ از آذربایجان شرقی جداشده و به گیلان واگذار شد. بدین ترتیب ارتباط آذربایجان با سواحل طبیعی خود در دریای خزر و بندرگاه آستارا قطع شد.
۴. هم‌زمان با تحولات فوق، زنجان نیز به فرمانداری کل تبدیل شد و به همراه دیگرفرمانداری‌های کل کشور در سال ۱۳۵۷ به استان تبدیل شد.
۵. در سال ۱۳۷۲ (۱۵ سال بعد از انقلاب) اردبیل نیز از آذربایجان شرقی جدا شده و به استان اردبیل با مرکزیت اردبیل تبدیل شد.
۶. در سال ۱۳۷۳ قزوین و تمامی مناطق ترک‌نشین اطراف آن از زنجان جدا شده و به استان قزوین با مرکزیت قزوین تبدیل شد.