传统历史上的“东北四省”指辽宁、吉林、黑龙江、热河四省。1949年新中国成立后，东北行政区划历经多次重大整合，同时内蒙古东部（蒙东）归属反复调整，最终形成今天辽、吉、黑三省＋蒙东五盟市的广义东北地理格局。

1949年建国初期，东北废除民国九省建制，临时划为辽东、辽西、吉林、松江、黑龙江、热河六省，并设有沈阳、鞍山等多个东北直辖市。此时蒙东地区（呼伦贝尔、兴安盟、通辽、赤峰、锡林郭勒）隶属于内蒙古自治区，尚未划入东北省份。

1954年是东北建制定型关键年：辽东、辽西合并为辽宁省，松江省并入黑龙江省，吉林省接管部分辽东领地、省会由吉林市迁至长春，东北直辖市全部撤市改属省内。1955年，原东北四省之一的热河省正式撤销，辖区拆分划归河北、辽宁、内蒙古，传统“东北四省”省级建制彻底消失。

1969年因国防战备调整，内蒙古东部全线划入东北三省：呼伦贝尔、兴安盟、通辽划入黑龙江、吉林，赤峰划入辽宁，锡林郭勒划入河北。这一年形成了版图最大、包含蒙东的广义东北行政区。1979年国家恢复行政区划原貌，蒙东所有地区全部归还内蒙古自治区。

此后至今，东北三省省界仅做小幅市县微调，省级版图基本稳定。如今行政上为东北三省，而地理、经济、民俗层面，大众普遍将内蒙古东部五盟市视作完整的东北区域，形成现代广义的“东北四省区”概念。