明治政府は、中央集権体制を確立するため、1871年8月29日（明治4年7月14日 (旧暦)）に廃藩置県を実施して国による直轄化を進めた。府・県には「府庁所在地」「県庁所在地」が決められ、中央から派遣された知事・県令が統治する形となった。府県庁は、既に人口が集中していた城下町・港町・門前町に置かれたが、道庁は人口の多寡よりも政策的に設置都市が決められた。この時点では、現在のような「○○市」という名称は存在しなかったため、「府県庁所在地」との名称になっている（「府」と一部の「県」は、天領を中心に廃藩置県以前の府藩県三治制により設置されている。→都道府県、廃藩置県、府藩県三治制参照）。

になると、郡区町村編制法によって大きな人口密集地に区が置かれた。には、区に替わって市（市制）が置かれたが、道府県庁所在地全てが「市」とはなっていない。しかし、県庁所在地ではそれぞれ人口が増え、次々と市となっていった。特例となっていた那覇区（1896年～1921年）、札幌区（1899年～1922年）がそれぞれ市となり、に埼玉県北足立郡浦和町が市制を敷いて、全ての道府県庁所在地が市となったことにより、「道府県庁所在市」と言える状況になった。しかし、に東京市が都制の下に解消されたため、都庁所在地はまでは千代田区、からは新宿区となり、現在も「道府県庁所在市」とは言えるものの、「都道府県庁所在市」とは言えない状況にある。

都道府県庁所在地には、各々の都道府県の行政機関や国の出先機関などが集中して行政の中心地となる一方、都道府県議会が置かれて地方自治の中心地となっている。経済政策の比重が増した戦後、特に高度経済成長期には第三次産業の労働力として郡部から都市部に人口が移動（都市化）し、工業が発展した都市には更に第二次産業労働力が集中して、都道府県庁所在地の人口は急増した。人口増に応じて経済・文化・交通・学術研究などの中心地にもなり、都市としての風格が出てきたため、県庁所在地を県都（けんと）、道庁所在地を道都（どうと）と呼ぶ例も見られるようになった。一方、時刻表などには都道府県庁所在地の中心駅を「都道府県庁所在地駅」として記載されており、都道府県庁所在地については市名の代わりに駅名で呼ばれることもある。なお、浦和駅、博多駅、鹿児島中央駅の3駅については都道府県庁所在地名と都道府県庁所在地駅名が異なっている。また、首都圏や京阪神圏を中心に府県内各市から府県庁所在地の都市への求心力があまりないという府県も存在する。

なお、1つの地方で1つの広域自治体を形成する北海道と、都制を敷く東京都を除く45府県において、府県と府県庁所在地の名称が一致するのは29府県、一致しないのが16県となっている。一致していない県では、政庁が所在する旧郡の名称が用いられてる場合が多いが、栃木県のように、政庁の所在する都市名でも郡名でもない名称が用いられた例のように、個々の県によって事情が異なる。