現在的黑龍江省，面積45.46萬平方公里，是1954年劃定的。黑龍江省的由來和演變經歷了一個長期、曲折、複雜的過程。這是一段獨特的重要的歷史，故而需要首先單獨加以說明。
黑龍江省歷史悠久，早在4萬年以前，就有古代先民活動。五常市龍鳳山鄉學田村考古發現的古遺址證明了這一點。但出現以黑龍江命名的行政區劃，只有三百多年。1644年，清軍入關，建立清朝，東北地區歸盛京（今瀋陽）總管統轄。由於沙俄入侵，1653年，設鎮守寧古塔昂邦章京（原住今黑龍江的海林縣，後移寧安縣），管轄黑龍江、松花江、烏蘇里江流域。1683年（清康熙二十二年）清廷又將寧古塔西北部分出，設鎮守黑龍江等處將軍（簡稱黑龍江將軍），駐黑龍江左岸的黑龍江城，後移黑龍江右岸璦琿城，統轄東流松花江以北，直至外興安嶺的廣大地區。
首任黑龍江將軍為薩布素。奉清廷之命，於1685年和1686年，參與並指揮了兩次雅克薩戰役，將入侵的俄軍逐出。1689年，與俄國簽訂《尼布楚條約》，規定以流入黑龍江之格爾必齊河和石大興安嶺（即外興安嶺）為兩國之界；又流入黑龍江之額爾古納河為兩國之界。這裡條邊界也是黑龍江將軍轄區之西界和北界。
但沙俄侵我之心不死，又於1858年（清咸豐八年）強迫清政府簽訂了《中俄璦琿和約》，1860年（咸豐十年）又與清政府簽訂了《中俄續增條約》（即北京條約），割去我黑龍江以北及烏蘇里江以東105萬平方公里的土地。從此，原為我國內江、內河的黑龍江、烏蘇里江和鬆阿察河變成了中俄兩國界江、界河；原為我國內湖的興凱湖，也變成了界湖。黑龍江將軍轄區由外興安嶺退縮到黑龍江以南。將軍衙門所在地也由璦琿城遷至墨爾根（嫩江城），再遷至齊齊哈爾。讀到這段歷史，心情是沉痛的，經驗教訓值得永遠牢記。
1907年（清光緒三十三年），清廷決定東三省改行省制，廢將軍，設巡撫為本省之長。民國時期設省，沿襲清代行省的區劃，即北起黑龍江，南至松花江，東達鬆黑兩江的匯合處，西至呼倫貝爾盟的西境，包括滿洲里、海拉爾等地，為黑龍江省的行政區域。
1931年日本帝國主義侵佔東北，將原黑龍江省劃分為五個省，即興安北省、興安東省、龍江省、北安省、黑河省。
1945年，抗日戰爭勝利後，國民黨政府將東北地區劃為9省，其中屬中南滿的有遼寧、安東、遼北、吉林4省；屬西北滿的有松江、嫩江、黑龍江、合江、興安5省。不久興安省劃歸內蒙古自治區，新建牡丹江省（一度稱綏寧省）。1949年，松江、合江、牡丹江3省先後合併為松江省，黑龍江、嫩江兩省合併為黑龍江省。1954年8月，黑龍江、松江又合併為黑龍江省。原屬黑龍江的白城子地區8個縣，劃歸吉林省。這就是今天的黑龍江省。省會哈爾濱。
由於黑龍江省的轄區多次變動，為說明問題方便，稱今天的黑龍江省轄區為黑龍江省，稱原屬黑龍江省的轄區，包括原屬黑龍江將軍轄區，為黑龍江地區。