秦以前，岭南虽与中原商、周及长江流域的吴、越、楚等国初通交往，但是由于山川阻隔，发展很缓慢。秦灭六国以后，派军队50万南下，于公元前214年在岭南设置了桂林郡、象郡和南海郡。今广东省大部分地区属于南海郡，治所在番禺（今广州）下辖番禺、四会、龙川、博罗四县。秦末，南海郡尉任嚣病危，委任龙川县令赵佗代职。任嚣死后，赵佗即起兵隔绝五岭通中原的道路。秦亡之际，赵佗武力攻并桂林、象郡，建立南越国，自称“南越武王”。当时，广东除今连州及乐昌北境属长沙郡管辖外，都属南越国地盘。西汉初，汉高祖曾派陆贾到番禺，说服赵佗名义上臣服于汉朝，可是不久赵即反目。汉武帝元鼎六年（公元前111年），兵分五路，一举平定岭南，将岭南划分为九郡，即南海、苍梧、郁林、合浦、交趾、九真、日南、儋耳、珠崖。西汉末，儋耳、珠崖并入合浦郡，从此，岭南的郡县制度与地缘政治格局确立下来。西汉设立“十三部刺史”时，岭南九郡统归交趾刺史巡察。　东汉末，改交趾部为交州，仍为一整合体。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。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。　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，长官称为五府（管）经略使，由广州刺史兼任。756年（肃宗至德六年），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。宋代在岭南先设置广南路，太宗末，仍然分广南路为广南东路和广南西路，这是广东、广西名称之来历。广南东路治所在广州，有14州；广南西路治所在桂林，有7州。广南东西之划分，以西江流域的封州之间梧州为界，贺江、云开大山以东属于广东、以西属于广西，从此基本奠定今日两广的分界线。至道三年（997），析广南路为广南东路和广南西路，今广西大部属广南西路，广西之名源于此。宋代广西境内战事不断，先有区希范、侬智高、李接反宋，后有交趾入侵（熙宁八年，1075）。　元朝，岭南地区没有单独设置一级行政区划，广西属湖广行中书省，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。明、清设总督管辖广东、广西两省，称“两广总督”，两广总督府驻肇庆，1746年移广州。至正二十三年（1363），置广西行省。明洪武年间，广西成为当时13个布政使司之一，称广西承宣布政使司。。清初承袭明制将明时的布政使司正式改称为省，“广东省”名称正式使用， 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。