古文献中，“越”即“粤”，古代“粤”、“越”通用。先秦古籍对长江以南沿海一带的部族，常统称为“越”，文献上称之为“百越”或“诸越”（包括吴越、闽越、扬越、南越、西瓯、骆越等等），广东被称为“南越”。隋唐以后，“粤”字意义收窄，指岭南地区，或称“南粤”。直至近代，两广仍然称“两粤”。民国以后，以“粤”字作广东省简称。古国时期，广东北部、西北部和西部，大致是岭南苍梧古国统治地域，而广东的东部和东北部则是闽越族系和吴越族系所建古国。广东地区，从古国时期开始，就是多种文化汇合并存的地方。
广东历史久远，是太古时代“南海盘古国”所在地。距今60万年至80万年前境内已有人类活动遗迹。距今约12.9万年以前，岭南出现了早期智人（马坝人遗址）。距今1.4万年前广东先民就驯化了水稻，或成世界稻作文明源头。宋 罗泌《路史·前纪二·天皇纪》载：“粤有天皇，是曰天灵， 望获 强尊”；以木德王天下。《三命通会》：“天皇氏继盘古氏以治，始制干支之名，以定岁之所在”。考古研究发现，广东地区是中国人起源地之一。全基因组分型研究结论表明，远古先民史前时期进行了从南往北迁徙进入黄河流域，创造出灿烂的中华文明。学术界已公认距今四五千年的广东石峡文化已出现私有制、阶级分化和王权政治。商与西周时代，广东先民与中原有经济文化往来。
约在距今四千多年前，岭南地区出现不少古方国实体。广东境内，在珠三角地区有“驩兜国”，在粤中地区今博罗一带有“缚娄国”，在粤北阳山、英德一带有“阳禺国”，在雷州半岛及海南有“儋耳国”、“雕题国”等等。约在战国前后时期，在广西大部分地区，广东的部分地区出现了西瓯、骆越两大方国，这是岭南地区方国的鼎盛时期。在正史记述中岭南至秦军南下带来先进技术始融入文明，但考古学界近年来研究发现，这一观点是“历史的误会”，近代相继出土大量的青铜器、陶器和水晶等文物，实证了岭南在秦朝之前已经存在灿烂的新石器时代和青铜时代高度文明，岭南是中华文明的发源地之一。
1、秦朝时期
公元前222年，秦王嬴政统一六国后，派屠睢率领50万秦军攻打岭南；公元前214年，秦军基本上占领岭南。随即，秦始皇将所夺取的岭南地区，设“桂林、象、南海”3个郡。南海郡辖境是东南濒南海，西到今广西贺州，北连南岭，包括今粤东、粤北、粤中和粤西的一部分，辖番禺、龙川、博罗、四会4个县，郡治番禺。今广东省的大部分地区属南海郡。此外，湛江等地属象郡，粤西有一部分属桂林郡，粤北部分地区属长沙郡。这是广东历史上有现存文献记述的第一次划分行政区。
秦将赵佗任龙川县令后，上书朝廷要求从中原迁居五十万的居民至岭南。从中原迁来除了遭到贬职的官员之外，大多是“贾人”，也就是“商人”的意思，是朝廷重农抑商政策的打击对象；既惩治“商人”，又渗透了岭南，朝廷认为一举两得。据记载，秦代的移民大致有5批，为了稳定军心，解决战后驻留士兵的配偶问题，南海郡向朝廷申请加派3万单身女性来岭南，其理由十分含蓄：“为来自北方士兵补衣服”。秦朝最终批准这个申请，但是在数额上打了折扣，15000名中原寡妇和未婚女子浩浩荡荡加入支援边疆的行列。
秦末，南海郡尉任嚣病危，委任龙川县令赵佗代职；公元前208年，南海郡尉赵佗乘秦亡之际，封关、绝道；三年后，兼并岭南的桂林郡、象郡；于公元前204年正式建立南越国，自号“南越武王”，定都广东番禺。
2、两汉时期
公元前196年，汉高祖刘邦遣大夫陆贾使南越。赵佗受汉高祖所赐南越王印绶，臣服汉朝，南越国遂成汉藩属国。刘邦死后，吕后临朝，从经济上制裁南越国，并发兵南下攻打南越国，赵佗抵抗并反攻到湖南一带，断然宣布脱离汉朝，自称“南越武帝”。公元前179年，吕后死，汉文帝刘恒即位，再次派陆贾出使南越说服赵佗归汉。赵佗再次接受了陆贾的劝说，除帝号复归汉朝，南越国正式列入中国统一的版图。公元前137年，赵佗去世。其后代续任了四代南越王。
公元前111年，汉朝平定南越国。汉朝将南越国地划分为9个郡。为了便于监督各郡官吏，汉朝又设立13个常驻监察机构，称为“十三部”。东汉末，交趾部改为交州，除监察权外，还拥有军政大权，成为郡上一级政府，地方行政制度也就从郡县二级变为州、郡、县三级。今广东省境包括交州辖下的整个南海郡（粤中、粤东），还包括苍梧郡、合浦郡、荆州桂阳郡和扬州豫章郡的一部。其中南海郡较秦代增置3个县：揭阳、中宿（今清远）和增城。
东汉末，赤壁之战后逐渐形成魏、蜀、吴三国鼎立的局面。公元210年（汉献帝建安十五年），吴国的孙权任命步骘为交州刺史，率兵抵番禺。217年，步骘把交州州治从广信东迁番禺。264年，东吴为便于治理，又把南海、苍梧、郁林、高梁4个郡（今两广大部）从交州划出，另设广州，州治番禺，广州由此得名。广信是两广之“广”所在地。两广以广信为分界，广信之东谓广东，广信之西谓广西。从东汉建安十六年（211年）起，将交州治所从苍梧（梧州）迁到番禺（广州市）以后，才有广州的崛起。东吴时期，今广东省境除广州辖下的4郡外，还包括荆州始兴郡和海南岛。西汉元始二年（公元2年），人口达37万余人。西汉末期，中原社会动乱不断，入粤移民陡增，至东汉永和五年，在册统计人口达86万余人。
3、魏晋南北朝
西晋时，今广东省腹地属当时的广州，粤北属荆州，雷州半岛和海南岛属交州。南北朝时代，中国政局南北分裂。增设的州、郡、县多集中在粤中、粤西、粤北地区，粤东地区设置较少。因为当时粤东农业经济没有粤西发达，交通也没有粤西方便。隋初，设广州、循州（今惠州）两个总管府统领诸州。隋炀帝废州为郡，改为郡、县两级，大加省并，今广东省境分属10郡、74县。晋代时期，由于北方五胡乱华，北方士族和黎民百姓纷纷逃到东南沿海，晋代岭南移民被称之为“流人”。
4、唐宋时期
唐初地方设州、县。岭南45州分属广州、桂州、容州、邕州、安南5个都督府（又称岭南五管）。655年以后，5府皆隶于广州。唐朝中期潮州汕头一带曾经隶属福建，属闽州都督府和福建节度使等。756年，升五府经略使为岭南节度使。862年（懿宗咸通三年），岭南道划分为东、西道，东道治广州，广东属岭南东道，这是广东省名中“东”字的由来，也是两广分为东西的开始。
五代十国时期，岭南为南汉王刘氏占据，行政区划基本上继承唐朝的建制。南汉升广州为兴王府；南汉后期，全境共辖60州、214县。后梁贞明三年（917），清海、靖海两军节度使刘岩立国，国都广州；国号初名大越，年号乾亨，次年改国号为汉，史称南汉；南汉立国后，承袭唐朝典章制度，并大体沿用唐代官制。
宋代地方行政制度分路、州、县三级。今广东省境包括广南东路14州和广南西路境内的7州，共61县。宋朝对唐制有所继承又有所调整。粤西及海南岛裁撤8个州，而粤东、粤北除循唐制外，仍保留南汉所增置的4个州。北宋灭亡和南宋末年，两度形成士族豪门、平民百姓和抗元将士南逃，两宋时期的移民潮从规模上远远超出了两晋。
5、元明清
元朝地方行政制度分省、路、府（州、军）、县四级，另有道，是省以下、路府之上的承转机构。今广东省境分为广东道和海北海南道。广东道道治在广州，海北海南道道治在今雷州市。元代，因战争原因，人口一度有所减少，至明代中期，又增至近400万人。
明朝洪武二年（1369年），改广东道为广东等处行中书省，并将海北海南道改隶广东，广东成为明朝的十三行省之一。而且，过去长期与广西同属一个大区的雷州半岛、海南岛划拨广东统辖，结束了广东以往隶属不同政区的状况，广东省区域轮廓自此基本形成。终明之世，广东设10府1直隶州，统辖7州75县。明朝末年，再次有中原移民迁徙岭南。
清初承袭明制，地方行政机关分省、道、府、县4级，但将明时的布政使司正式改称为省。“广东省”名称正式使用，所辖范围与明广东布政使司相同。清代广东省最南的辖境是南海诸岛的曾母暗沙。西沙群岛（时称“千里长沙”）和南沙群岛（时称“万里石塘”）属于广东省琼州府的万州管辖。南海诸岛自古以来就是中国的领土，北宋时期中国政府已在此行使主权，清政府更是经常派水师巡视。
乾隆四十八年(1783)，全省在册人口已达1448.7万。至鸦片战争前夕，更达2286.4万，跃居全国人口最多的省份之一。1841年，鸦片战争中清政府战败，被迫签订《中英南京条约》，香港（时属新安县）正式沦为英国的殖民地。1887年，葡萄牙诱逼清政府签订《中葡和好通商条约》，侵占澳门（时属香山县）。
6、中华民国
1911年10月10日武昌起义成功后，各省纷纷响应，宣布独立。11月9日，广东便实现“和平光复”，胡汉民为广东都督，陈炯明为副都督。11月10日，广东军政府正式宣告成立。 广东军政府执政期间（1911年11月-1913年8月），贯彻了孙中山的思想主张和南京临时政府的政策法令。1917年9月10日，孙中山在广州就任军政府大元帅。1921年，成立广州市政厅。1921年5月建立中华民国政府，孙中山任非常大总统。1925年6月24日，国民党中央议决改组大元帅府；1925年，中华民国国民政府在广州成立，7月改广州市政厅为广州市政府。国民政府的地方行政，分为省、行政区、县和市，实行委员制。广东省政府下设广州、北江、东江、西江、南路、海南6个行政区，每区设一行政委员，代表省政府处理本区事务。
1938年10月，日本侵略者侵占广州。1945年抗战胜利后，民国政府把行政督察区分为省府直接督察区和专署行政督察区两种。省府直接督察的有南海、番禺等12个市县，专署行政督察区则分为11个区，共辖88个县。
7、中华人民共和国
1949年10月14日，广州解放；10月28日，广州市人民政府成立；11月6日，广东省人民政府正式成立。全省共设珠江、东江、西江、北江、粤中、南路、兴梅、潮汕、琼崖等9专区，共辖7市98县，广州市为中央直辖市。1952年，广东省和广州市由中南行政委员会领导，将北海市及钦州专区划归广西，广西的怀集县划入广东。1954年，广东省改由中央直接领导，原由中央直辖的广州市划归广东省管辖。1955年，广西的北海市和钦州专区所属各县划归广东省，并更名为合浦专区。1965年，北海市及合浦专区所属各县划归广西壮族自治区。1979年，原属惠阳地区的宝安县改设深圳市，原属佛山地区的珠海县改设珠海市，均由省直辖。
广东省直辖广州、海口、汕头、湛江、茂名、佛山、江门、深圳、珠海、韶关等10市，分设韶关、惠阳、梅州、汕头、佛山、湛江、肇庆等7地区和海南行政区及海南黎族、苗族自治州，共辖14市、92县、3自治县。1981年，设立西沙、南沙、中沙群岛办事处，由海南行政区直接领导。1983年以后，开始实行市管县、乡镇管村的新体制。1988年，中央政府将海南行政区从广东省划出，另设海南省；同年，广东开始取消地区设置，另设18个地级市（后增加到21个地级市），全面实行地级市管县体制、以及乡镇管村体制。