1945年10月臺灣正式歸還。國民黨政府接管臺灣，考慮到地方自治的需要，乃將日本統治時期的五州三廳，改為八縣，并將日本統治時期的11市改為9省轄市、2縣轄市。其中：臺東縣管轄區域：東為臺東區小紅頭嶼東段，位于東經121°37′4″；西為臺東區南大武山南方，位于東經120°44′15″；南為臺東區小紅頭嶼南端，位于北緯21°56′24″；北為新港區長濱鄉樟原，位于北緯23°26′32″。東及東南臨太平洋，西南以南大武山等與高雄縣為界，北以臺東山脈（海岸山脈）及中央山脈與花蓮縣為界。面積滿潮時為3515.2528平方千米，人口10141人，管轄的附屬島嶼有：火燒島（1949年8月1日改為綠島）、紅頭嶼（1947年1月28日改為蘭嶼）、及小紅頭嶼（1947年1月28日改為小蘭嶼）。管轄臺東、關山、新港等3區，共16鄉鎮（3鎮、13鄉）。縣政府于1946年1月12日正式成立，縣政府設于臺東區臺東鎮中山路。
　　1947年1月28日，臺東區的火燒島鄉更名為綠島鄉、紅頭嶼鄉更名為蘭嶼鄉。1947年1月30日，撤銷新港區。
　　1950年臺灣省調整各縣市行政區域，其中臺東縣行政區域照舊。臺東縣轄臺東、成功、里垅等3鎮，及卑南、大武太麻里、東河、長濱、鹿野、池上、綠島、延平、海端、達仁、金山、蘭嶼等13鄉，合計16鄉鎮，人口107929人，面積3515.2526平方千米。管轄區域：東為蘭嶼鄉小蘭嶼東端，位于東經121°37′4″；西為金山鄉南大武山南方，位于東經120°44′15″；南為蘭嶼鄉小蘭嶼南端，位于北緯21°56′24″；北為新港區長濱鄉大金石，位于北緯23°26′32″。本縣東臨太平洋，西南以南大武山等與高雄、屏東兩縣為界，北接花蓮縣，以大尖石為分界，東南也臨太平洋。屹立于太平洋的綠島、蘭嶼及小蘭嶼也屬本縣管轄。縣政府設于臺東鎮。
　　1954年3月1日，里垅鎮更名為關山鎮。1958年9月1日，金山鄉更名為金峰鄉。1974年10月10日，卑南鄉所轄的富岡、巖灣、南王、新園、建興、南榮、卑南、知本、豐田、建知等10村劃歸臺東鎮管轄，將村改為里，其名稱仍舊不變。1976年1月1日，臺東鎮改制為縣轄市臺東市。