1945年10月台湾正式归还。国民党政府接管台湾，考虑到地方自治的需要，乃将日本统治时期的五州三厅，改为八县，并将日本统治时期的11市改为9省辖市、2县辖市。其中：台北管辖区域：台湾本岛，东为基隆区贡寮乡卯澳（三貂角），位于东经122°0′13″；西为新庄区小南湾，位于东经121°16′44″；南为苏澳区南澳乡大浊水溪河口，位于北纬24°18′49″；北为淡水区石门乡头围（富贵角），位于北纬25°17′49″。东西北三面临海，南与新竹、台中、花莲三县毗邻，县界自林口台地的南面山地起，经插天山、搂兰山、桃山、南湖大山，以大浊水溪与花莲县为界，内涵台北、基隆两省辖市。面积4480.4875平方千米，人口832269人。管辖附属岛屿有：龟山岛、龟卵岛及钓鱼列屿的钓鱼台、黄尾屿、赤尾屿、冲北岩、冲南岩、北小岛、南小岛、飞濑小屿等10岛屿。管辖县辖宜兰市及七星、淡水、基隆、宜兰、罗东、苏澳、文山、海山、新庄、等9区，共40乡镇（12镇、28乡）。台北县政府于1946年1月16日正式成立，县治初设于台北市城中区华山。1946年12月11日，县政府失火烧毁，于1947年1月16日迁于海山区板桥镇，以海山郡役所为县政府。
1947年1月，罗东区浊水乡更名为太平乡。1月31日，将台北县基隆区的七堵乡划归基隆市。2月4日，撤销七星区，所辖乡镇并入淡水区；撤销苏澳区，所辖的乡镇并入罗东区；撤销海山区，所辖的乡镇由县政府直辖。4月1日，将新庄区的鹭洲乡分为三重镇及芦洲乡。
1948年1月1日，宜兰区的头城乡改为头城镇。1949年3月，设立北峰区，管辖罗东区的南澳乡、太平乡及文山区的乌来乡。1949年7月，台湾省政府设立草山管理局，将原属台北县的士林、北投二镇为管辖区域，8月26日正式成立。
1950年3月1日，将文山区的深坑乡分为深坑、木栅二乡及景美镇，划新庄区新庄镇的一部分设立泰山乡。1950年3月31日，台湾省政府第143次委员会会议通过：草山管理局更名为阳明山管理局。
1950年台湾省调整各县市行政区域，其中台北县分为台北、宜兰二县。台北县管辖七星、海山、新庄、文山、淡水、基隆6区，计34乡镇。548426人，面积2257.4873平方千米。 台北县辖板桥、树林、莺歌、三峡、新庄、三重、新店、景美、淡水、汐止、南港、瑞芳等12镇，及中和、土城、芦洲、五股、泰山、林口、木栅、深坑、石碇、坪林、三芝、石门、八门、内湖、平溪、双溪、贡寮、金山、万里、乌来等20乡，暨阳明山管理局辖区的士林、北投二镇（阳明山管理局的面积119.0106平方千米）。疆界：东为贡寮乡洋莱莱，位于东经122°01′16″；西为林口乡小南湾下福，位于东经121°16′31″；南为乌来乡搂兰山，位于北纬24°40′51″；北为石门乡富贵角，位于北纬25°18′11″；本县中心位置为石碇乡，位于东经121°39′27″，北纬24°19′55″。东北两面临海，西与桃园县想接，南与宜兰县为界，内涵台北、基隆两省辖市及阳明山管理局。县政府暂设于板桥。
1958年4月1日，设立永和镇，由中和乡分置。1961年4月1日，三重镇改制为县辖市三重市。1968年7月1日，台北县的南港镇、内湖乡、木栅乡、景美镇，以及阳明山管理局所辖的士林、北投两镇一并划归台北市。1972年7月1日，板桥镇改制为县辖市板桥市。1979年1月1日，中和乡及永和镇改制为县辖市中和市、永和市。1980年7月1日，新庄镇及新店镇分别改制为县辖市新庄市、新店市。1993年6月26日，土城乡改制为县辖市土城市。1997年10月6日，芦洲乡改制为县辖市芦洲市，全乡36村改称全市36里。1999年7月1日，汐止镇改制为县辖市汐止市。1999年10月4日，树林镇改制为县辖市树林市。
