南宋以前：
大桂林地域的建置史，以三国时吴国置始安郡，治始安县（今桂林市区）为开端。南朝时改置桂州，仍治始安县。历经隋唐、北宋而未变。
唐昭宗光化三（900）年，于桂州临桂县（始安县改名，仍治今桂林市区）置静江军节度使。
从南朝开始，桂林逐渐成为岭南西部的政治中心。宋真宗至道三（997）年，桂州成为广南西路治所。

南宋：
宋高宗绍兴三（1133）年，因高宗即位前受封“静江军节度使”，将桂州视为潜邸（指不以太子身份登基的亲王之府邸），于是下旨将桂州升为静江府，仍治临桂县。
此后大桂林地域存在三个府州：
桂州静江府，治临桂县，辖临桂、灵川（治今灵川县三街镇）、兴安、义宁（治今临桂区五通镇）、古县（治今永福县三皇乡古城）、永福、理定（治今鹿寨县黄冕乡里定）、修仁（治今荔浦县城西）、荔浦（治今荔浦县青山镇西牛塘）、阳朔等十个县。
昭州，治平乐县，辖平乐、恭城、昭平（图中未标注）、立山（治今蒙山县城，图中未标注）等四个县。
全州，治清湘县，辖清湘、灌阳等两个县。
静江府和昭州属于广南西路，全州属于荆湖南路。


元：
元世祖至元十三（1276）年，元军攻占静江府。十五年，升静江府为静江路，并为广西两江道治所，统辖今广西大部（除全州、北钦防）。
除上述静江府升静江路，及元成宗大德五（1301）年升昭州为平乐府以外，大桂林地域的建置情况与南宋无异，就此略过。

明：
明太祖洪武五（1372）年，改静江路为桂林府，并为广西行省（不久改为广西都布按三司）治所。二十七年，湖广所属之全州划入桂林府管辖之下。
明穆宗隆庆五（1571）年，古田县（古县改名，仍治百寿镇）升为永宁州，并将义宁、永福（此前吞并了理定县）两县划入。
此后大桂林地域存在两个府：
桂林府，治临桂县，直辖临桂、灵川、兴安、阳朔等四个县；全州，属桂林府，辖灌阳县；永宁州（治今永福县百寿镇），属桂林府，辖义宁、永福等两个县。
平乐府，治平乐县，直辖平乐、恭城、荔浦（治今荔浦县城）、修仁（治今荔浦县修仁镇）、贺县（图中未标注）、富川（图中未标注）、昭平（图中未标注）等七个县；永安州（升立山县置，图中未标注），属平乐府，不辖县。

另外，广西都司在大桂林地域设置了七个卫所：
桂林三卫，即桂林左、中、右三卫，皆驻扎于桂林府城。其中桂林左卫几经撤废，最终于洪武二十六年改为广西护卫，负责保卫靖江王府。
全州守御千户所，驻扎于全州城，洪武二十七年从湖广都司改属广西都司。
灌阳守御千户所，驻扎于灌阳县城东北，洪武二十八年置。
古田守御千户所，驻扎于永宁州城，隆庆五年剿灭韦银豹起义后置。
平乐守御千户所，驻扎于平乐府城东，洪武十三年置。


清：
清世祖顺治六（1649）年，清军攻占桂林府，仍置广西布政司于此，后广西巡抚同驻。
清高宗乾隆六（1741）年，桂林府同知一员驻扎义宁县北部，置龙胜厅；清德宗光绪三十二（1906）年，桂林府同知一员驻扎柳州府雒（雒通洛）容县北部，置中渡厅。
此后大桂林地域存在两个府：
桂林府，治临桂县，辖龙胜（治今龙胜县城）、中渡（治今鹿寨县中渡镇）等两个厅，全州、永宁等两个州，临桂、灵川、兴安、义宁、灌阳、阳朔、永福等七个县。
平乐府，治平乐县，辖信都厅（图中未标注），永安州（图中未标注），平乐、恭城、荔浦、修仁、贺县（图中未标注）、富川（图中未标注）、昭平（图中未标注）等七个县。


中华民国：
民国元（1912）年，中华民国成立，此后全国废除府级，并将州厅一律改为县，改由道来统辖。此时大桂林地域属漓江道（后改称桂林道）治下。
民国十三（1925）年，永福县南鹿寨、黄冕、寨沙三区独立为榴江县，治今鹿寨县寨沙镇；二十五年，全县西延、长万两区及兴安县车田、寻源两乡独立为资源县，治今资源县城。
民国二十九年，桂林县（临桂县改名）城厢及周边独立为桂林市，为广西省直辖市。桂林县复名临桂县，并迁治今雁山区雁山镇。
民国三十六年，为配合第一届国民大会选举，广西省重划行政督察区（即后来的专区），将临桂、灵川、兴安、全县、灌阳、资源、龙胜、义宁、百寿、永福、阳朔、三江等十二个县编为广西省第八行政督察区，行政专员驻兴安县。平乐、荔浦、恭城等县则编入广西省第一行政督察区，行政专员驻贺县八步镇。


中华人民共和国：
1949年底，解放军攻占桂林市，至1950年基本解放大桂林地域全境。
1950年，龙胜县改为龙胜各族自治区（后改为自治县）。
50年代全国兴起大县制热潮，1951年义宁县并入临桂县、修仁县部分并入荔浦县、中渡、榴江两县并入新设的鹿寨县，1952年百寿县并入永福县，1954年灵川县并入临桂县。
1958年，平乐专区撤销，平乐、荔浦、恭城三县划归桂林专区。平乐县政府于1951年迁至二塘镇，此后迁回今平乐县城。
1961复设灵川县，但县政府由三街迁至甘棠渡，即今灵川县城。此后临桂县政府也从桂林市区迁往二塘，即今临桂区临桂镇。
另外，全州、资源、龙胜等县与湖南城步、零陵、道县等县边界有变动。
1979年桂林市设立秀峰、象山、叠彩、七星等四个区，1981年阳朔县从桂林地区划归桂林市，1990年恭城县改为恭城瑶族自治县，1996年桂林市郊区改名雁山区，1998年桂林地市合并，2013年临桂撤县设区。
如今（2018年），桂林市下辖六个区，十一个县。
 

附：古桂林各县大致对应今桂林各县范围
临桂县——今临桂县五通镇以南+主城区除叠彩区大河乡+灵川县海洋乡以南+永福县苏桥镇
灵川县——今灵川县海洋乡以北+叠彩区大河乡
义宁县——今临桂县五通镇以北
兴安县——今兴安县+资源县车田乡以西
全县——今全州县除东山乡+资源县车田乡以东
灌阳县——今灌阳县+全州县东山乡
龙胜县——今龙胜县+临桂县与柳州市接壤的部分
永福县——今永福县永安乡以东
百寿县——今永福县永安乡以西
阳朔县——今阳朔县+雁山区大埠乡东部
平乐县——今平乐县
荔浦县——今荔浦县除修仁、杜莫两镇
恭城县——今恭城县