1952年原察哈尔省雁北专区划归山西省，原由察哈尔省直辖的天镇县划入雁北专区，专署驻大同市。辖大同、阳高、天镇、广灵、灵丘、浑源、应县、怀仁、山阴（驻岱岳镇）、朔县、平鲁、右玉、左云等13县。

1954年大同、怀仁2县合并，改名为大仁县（驻大同市）。雁北专区辖12县。

1958年撤销雁北专区，改设晋北专区，专署驻大同市。原由省直辖的大同市及原雁北专区所属大仁、天镇、灵丘、应县、朔县、左云、阳高、广灵、浑源、山阴、平鲁、右玉等12县及原忻县专区所属忻县、代县、五台、阳曲、岚县、岢岚、河曲、五寨、宁武、崞县、繁峙、定襄、静乐、兴县、保德、偏关、神池等17县划入晋北专区。撤销阳曲县，并入太原市；撤销大仁县，并入大同市和山阴县；撤销应县，并入山阴县；撤销忻县、定襄2县，合并设立忻定县（驻原忻县城）。撤销崞、代2县，将崞县部分地区并入宁武县；代县部分地区并入繁峙县；崞、代2县其余地区合并设立原平县（驻原崞县城）。撤销岢岚县，并入五寨县；撤销神池县，并入五寨、宁武2县；撤销岚县，并入静乐县；撤销保德县，并入河曲、兴县2县；撤销偏关县，并入河曲县；撤销天镇县，并入阳高县；撤销广灵县，并入浑源县；撤销平鲁县，并入朔县；撤销右玉县，并入左云县。晋北专区辖大同市及忻定、原平、繁峙、五台、静乐、兴县、河曲、五寨、宁武、阳高、灵丘、浑源、山阴、朔县、左云等15县。

1960年恢复广灵、保德、偏关、应县4县。原平县由原崞县城迁驻原平镇。晋北专区辖1市、19县。

1961年撤销晋北专区，复设雁北专区，专署驻大同市。大同市改由省直辖。将忻定、宁武、原平、繁峙、五台、静乐、兴县、河曲、五寨、保德、偏关等11县划归忻县专区。恢复天镇（驻天镇县城）、平鲁（驻井坪镇）、右玉（驻右玉县城）3县。雁北专区辖11县。

1965年大同市所属大同（驻大同市）、怀仁2县（此2县为1964年恢复），划入雁北专区。辖13县。

1970年雁北专区改称雁北地区，地区驻大同市。辖大同市及大同（驻大同市）、阳高、天镇、广灵、灵丘、浑源、怀仁、应县、山阴（驻岱岳镇）、朔县、平鲁（驻井坪镇）、左云、右玉等13县。

1971年大同县驻地由大同市迁西坪。

1972年大同市改由省直辖。雁北地区辖13县。

1973年右玉县驻地迁梁家油坊。雁北地区辖大同（驻西坪镇）、阳高、天镇、广灵、灵丘、浑源、怀仁、应县、山阴（驻岱岳镇）、朔县、平鲁（驻井坪镇）、左云、右玉（驻梁家油坊）等13县。