明郑至清治时期
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隶属天兴县、诸罗县时期（1661年－1722年）
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明郑时期（1661年－1683年），今台北市辖区隶属于承天府天兴县（1664年改制为天兴州），县（州）治设于佳里兴（今属台南市佳里区），实际管辖区域仅止于半线（今属彰化县）[1]。其时台北地区仍属平埔族群的生活范围，汉人尚未入垦，亦未设置任何次级行政区。
1683年（清康熙二十二年，南明永历三十七年）施琅率领清军攻占台湾，次年设置一府三县，该地区改隶台湾府诸罗县。诸罗县辖区沿袭明郑时期的天兴县，县治初期仍设于佳里兴，至1704年（康熙四十三年）始迁至诸罗山（今嘉义市）。在康熙年间（1683年－1722年），台北地区汉人足迹仍然罕见，仅有原住民的番社，而无汉人的保庄，最近的官府人员为派驻于淡水城的水师十人。依据郁永河在《裨海记游》中的记载：“淡水总社下辖二十三社”，其中位于今台北市境内的有十社，即麻少翁社、内北头社、里族社、麻里折口社、答答攸社、巴浪泵社、奇武卒社、里末社、雷里社及荖釐社[2]。
隶属淡水厅时期（1723年－1874年）
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1723年（雍正元年），割虎尾溪以北设彰化县，县治为彰化，并划大甲溪以北为淡水厅。初期淡水厅仅设淡水同知主管北路防务，行政事务仍隶彰化县。1731年（雍正九年），正式割大甲溪以北隶属淡水厅。厅治初期仍设于半线街，1731年暂移沙辘，1733年（雍正十一年）正式迁至竹堑。
乾隆年间（1736年－1795年），台北地区已设有汉人堡里。依据1740年（乾隆五年）刘良璧《重修福建台湾府志》的记载：淡水保下辖二十五庄，其中位于今台北市境内的有九庄，即关渡庄、北投庄、八芝莲林庄、奇里岸庄、瓦笠庄、大佳腊庄、大湾庄、永兴庄及圭母子庄[3]。
而依据1760年（乾隆二十五年）余文仪《续修福建台湾府志》的记载：今台北市境内的汉人聚落已增聚至二街二十三庄，即艋舺渡头街、八芝兰林街、周厝仑庄、万盛庄、古亭庄、奇武卒庄、大浪泵庄、中仑庄、下埤头庄、大加腊庄、上埤头庄、兴福庄、内埔仔庄、新庄仔庄、嗒嗒攸庄、猫里锡口庄、里族庄、内湖庄、南港仔庄、石角庄、八芝兰林庄、瓦笠庄、北投庄、奇里岸庄及干豆庄。相对的，原住民部落已大幅减少，仅馀搭搭攸社、毛少翁社及北投社三社[4]。
到了同治年间（1862年－1874年），北台湾人口已更为密集。此时淡水厅管辖六乡、十二堡、三百四十一庄，位于今台北市境内的有：
兴直堡（共十九庄）一庄：关渡庄。
芝兰堡（共三十二庄）八庄：剑潭庄、内湖庄、角角沟、芝兰街、毛少翁社、淇里岸庄、北投社、嗄唠别庄。
大加腊堡（共一十六庄）悉在境内：艋舺下嵌庄、三板桥庄、古亭庄、大湾庄、林口庄、上陂头庄、锡口街、新南庄、南港仔街、搭搭攸庄、东势庄、新庄仔庄、奎府聚庄、大隆同庄、社仔庄、溪洲底庄。
拳山堡（共一十四庄）六庄：公馆街、溪仔口庄、十五分庄、内湖庄、木栅庄、头重溪庄。
摆接堡（共一十七庄）一庄：加蜡仔庄。
而位于今台北市境内的原位民部落则有雷里社、搭搭攸社、毛少翁社及北投社四社[5]。
隶属淡水县时期（1875年－1895年）
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1875年（光绪元年），北台湾增设台北府，管辖大甲溪以北直达后山，下设三县一厅。原淡水厅以头重溪为界拆分成淡水、新竹两县，东北部另置基隆厅。府治初设于竹堑，1878年（光绪四年）移至艋舺。1879年（光绪五年），淡新正式分治。
淡水县初辖十四堡，1887年（光绪十三年）淡水、基隆正式分界后移出四堡归基隆厅。依据1879年（光绪五年）的文献记载，今台北市境内的堡庄有：
大加腊堡（共三十四庄、四社）悉在境内：奎府聚庄、大龙峒庄、溪洲底庄、溪沙尾庄、八甲庄、下崁庄、顶崁庄、龙匣口庄、古亭村庄、林口庄、顶下内埔庄、大安庄、六张犂庄、三张犂庄、五分埔庄、中陂庄、三板桥庄、牛埔庄、番子埔庄（后称西新庄子、中庄子）、上陂头庄、下埤头庄、朱厝仑庄、中仑庄、下塔攸庄、上塔攸庄、里族庄、东势庄、兴雅庄、锡口街、后山陂庄、新庄仔庄、山重埔庄、大湖庄、南港仔庄、奎泵社、锡口社、里族社、塔塔攸社。
芝兰一堡（共二十二庄、一社）悉在境内：大直庄、林口庄、员山仔庄、福德洋庄、棋林厝庄、社子庄、洲尾庄、石角庄、南雅庄、三角埔庄、东势庄、番仔仔庄、庄仔顶庄、草山庄、公馆地庄、菁𬒈庄、双溪庄、番子岭庄、平顶庄、北势湖庄、里族庄、内湖庄、毛少翁社。
芝兰二堡（共十六庄、一社）十五庄、一社：中洲庄、浮洲庄、北投庄、牛稠内庄、山脚庄、顶北投庄、石牌淇里岸庄、石牌山脚庄、纱帽坑庄、磺溪庄、下竹子湖庄、上竹子湖庄、后山上坪庄、鹿角坑庄、嗄唠别、内北投社。
摆接堡（共三十五庄）一庄：加蚋仔庄。
拳山堡（共二十一庄）四庄：万盛庄、兴福庄、内湖庄、头前溪庄[6]。
日治时期
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隶属台北县时期（1895年－1901年）
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1895年（日明治二十八年，清光绪二十一年）6月，日本公布《台湾岛地方假官制制定件》，7月公布《地方官假官制制定件》划设地方行政区，以清政府时期的三府一直隶州为基础，改制为“三县一厅”，并在县、厅之下设有十二支厅。今台北地区由台北县直辖，并不属于任何支厅。同年8月，全台改制为“一县二民政支部一厅”，今台北地区不受影响，仍由台北县直辖。1896年（明治二十九年）4月，恢复为“三县一厅”，今台北地区辖属未受影响[7]。
1897年（明治三十年）6月，全台行政区重划为“六县三厅”，并废除支厅，改设管辖范围较小的办务署。原台北县分割为台北、新竹两县及宜兰厅，版图缩小后的台北县下辖台北、士林、新庄、三角涌、景尾、桃仔园、中坜、沪尾、树林口、基隆、水返脚、顶双溪、金包里等十三个辨务署。今台北地区相关办务署为：
台北办务署：辖大加蚋堡，悉在境内。
士林办务署：辖芝兰一堡、芝兰二堡，大部份在境内。
新庄办务署：辖兴直堡、摆接堡，其中摆接堡一个庄（加蚋仔庄）在境内。
景尾办务署：辖文山堡，其中四个庄在境内[8]。
1898年（明治三十一年）4月，全台行政区合并为“三县三厅”，同时办务署也进行整并。台北、新竹两县再度并为台北县，下辖台北、三角涌、景尾、桃仔园、沪尾、基隆、水返脚、顶双溪、新埔、新竹等十个辨务署。今台北地区相关办务署为：
台北办务署：辖大加蚋堡、芝兰一堡、芝兰二堡，大部份在境内。
景尾办务署：辖文山堡，其中四个庄在境内。
三角涌办务署：辖兴直堡、摆接堡、海山堡，其中摆接堡一个庄（加蚋仔庄）在境内[9]。
隶属台北厅、深坑厅时期（1901年－1920年）
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1901年台北市街略图
1915年台北厅行政区划（不含蕃地）
1901年（明治三十四年）10月，全台行政区大幅改制。废县设“二十厅”，厅下废办务署或出张所而改设“支厅”，厅治所在地不另设支厅。原有台北县辖区被拆分为台北厅、基隆厅、深坑厅、桃仔园厅及新竹厅五个厅。今台北地区大部分隶属属台北厅，小部分隶属深坑厅。台北厅下辖锡口、士林、新庄、枋桥、沪尾及小基隆六支厅，深坑厅则下辖景尾、坪林尾二支厅，其中景尾支厅于1909年（明治四十二年）9月改称新店支厅。今台北地区相关支厅如下：
台北厅直辖：辖大加蚋堡中西部各街庄，另辖摆接堡加蚋仔庄，悉在境内。
台北厅锡口支厅：辖大加蚋堡东部各街庄，另辖芝兰一堡三个庄，悉在境内。
台北厅士林支厅：辖芝兰二堡全部及芝兰一堡其馀街庄，大部分在境内。
深坑厅景尾（新店）支厅：辖文山堡部分地区，仅万盛庄、兴福庄及内湖庄在境内[10]。
1909年（明治四十二年）10月，全台二十厅裁并为“十二厅”，厅直辖及支厅下设区，管辖街、庄、社。原台北、基隆二厅及深坑厅之一部分合并为新的台北厅，今台北地区全部属之。台北厅下设锡口、枋桥、新庄、士林、沪尾（1912年9月改称淡水）、小基隆（1915年2月废止，并入淡水）、金包里、水返脚、基隆、瑞芳（1915年2月废止，并入基隆）、顶双溪、深坑、新店等十三个支厅。今台北地区相关支厅、区如下：
直辖
艋舺区：辖大加蚋堡台北城内、艋舺，悉在境内。
大稻埕区：辖大加蚋堡大稻埕，悉在境内。
大龙峒区：辖大加蚋堡大龙峒街、番仔沟庄、山仔脚庄、牛埔庄、西新庄仔庄、中庄仔庄、下陂头庄、朱厝仑庄、上陂头庄、中仑庄，悉在境内。
古亭村区：辖大加蚋堡下崁庄、崁顶庄、龙匣口庄、古亭村庄、林口庄、三板桥庄、顶内埔庄、大安庄、下内埔庄、六张犁庄；另辖摆接堡加蚋仔庄，悉在境内。
锡口支厅
锡口区：辖大加蚋堡锡口庄、旧里族庄、顶东势庄、兴雅庄、三张犁庄、五分埔庄、中陂庄、上塔悠庄、下塔悠庄，悉在境内。
南港区：辖大加蚋堡南港三重埔庄、东新庄子庄、后山陂庄、后山庄、四分仔庄、南港旧庄、南港大坑庄、山脚窟庄 ，悉在境内。
内湖区：辖芝兰一堡北势湖庄、内湖庄、新里族庄，悉在境内。
士林支厅
士林区：辖芝兰一堡士林庄、林仔口庄、福德洋庄、大直庄、石角庄、湳雅庄、洲尾庄、三角埔庄、下东势庄、公馆地庄、永福庄、双溪庄、埤顶庄、菁𬒈庄、草山庄、七股庄，悉在境内。
社仔区：辖芝兰一堡社子庄、溪洲底庄，悉在境内。
北投区：辖芝兰二堡唭里岸庄、北投庄、石牌庄、嗄唠别、顶北投庄、竹仔湖庄，悉在境内。
和尚洲区：辖芝兰二堡和尚洲楼仔厝庄、和尚洲水湳庄、和尚洲中路庄、和尚洲南港仔庄、和尚洲溪墘庄、和尚洲中洲埔庄，仅和尚洲中洲埔庄在境内。
新店支厅
景尾区：辖文山堡万盛庄、兴福庄，悉在境内。
安坑区：辖文山堡安坑庄，不在境内。
新店区：辖文山堡大坪林庄、青潭庄、直潭庄，不在境内。
木栅区：辖文山堡内湖庄，悉在境内。
深坑支厅
坡内坑区：辖文山堡坡内坑庄，土名抱仔脚，悉在境内。
深坑区：辖文山堡深坑仔庄、土库庄、升高坑庄、乌月庄、万顺寮庄、阿柔坑庄，不在境内。
小格头区：辖文山堡小格头等庄，不在境内。
枫子林区：辖文山堡枫子林等庄，不在境内。
石碇区：辖文山堡石碇街等街庄，不在境内[11]。
州辖市时期（1920年－1945年）
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1932年的台北州辖下的台北市及七星郡。
1920年（大正九年）9月，全台行政区大幅改制，废除厅、支厅、区及堡／里、街／庄／澳制，改行州／厅、市／郡／支厅、街／庄、大字、小字制。全台设五州二厅（1926年增设澎湖厅而成为五州三厅），原台北厅合并宜兰厅及桃园厅的三角涌支厅而成为台北州，其下设一市（台北市）、九郡（七星郡、淡水郡、基隆郡、宜兰郡、罗东郡、苏澳郡、文山郡、海山郡及新庄郡）。
新设立的州辖台北市为一独立的行政单位，其下共设二十五个大字，即由原大加蚋堡中西部二十三个街庄、原摆接堡加蚋仔庄及原芝兰一堡大直庄改制而成。其版图仅及今台北市的中西部地区。
今台北地区相关市／郡如下：
州辖台北市：辖台北城内、崁顶、龙匣口、古亭村、林口、三板桥（以上位于今中正区）、艋舺、下崁、加蚋子（以上位于今万华区）、大稻埕、大龙峒、番子沟（以上位于今大同区）、山子脚、牛埔、西新庄子、中庄子、下埤头、朱厝仑、上埤头、大直（以上位于今中山区）、大安、顶内埔、下内埔、六张犁（以上位于今大安区）、中仑（位于今松山区）等二十五个大字，悉在境内。
七星郡：辖一街五庄，其中士林庄、北投庄、松山庄、内湖庄在境内。
文山郡：辖四庄，其中深坑庄的万盛、兴福、内湖、坡内坑四个大字在境内[12]。
1922年（大正十一年）4月，台北市中心的大字改制为“町”，郊区则仍维持大字、小字制度。当时市中心共设有六十四个町，郊区则仍有大直、下埤头、西新庄子、中庄子、朱厝仑、上埤头、中仑、大安、六张犁、下内埔等十个大字。1938年（昭和十三年），七星郡松山庄并入台北市，增加松山、顶东势、下塔悠、上塔悠、旧里族、中坡、五分埔、三张犁、兴雅等九个大字。全市版图向东大幅扩增，合计六十四个町、十九个大字[13]。
1935年（昭和十年），曾在市、町之间设区，初时全市设七十七区。1941年（昭和十六年）底，因辖区已扩及松山地区，重新划分为九十区。1944年（昭和十九年）3月，又重划为六十一区[14]。
中华民国时期
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省辖市时期（1945年－1967年）
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1945年9月第二次世界大战结束后，中华民国政府于10月25日接收台湾，恢复台湾省建制，省会设于台北市。11月1日，台北市改制为省辖市，仍因袭日治时期制度，全市设有六十一区。
1946年2月8日，市政府将原有六十一区重新整并为十区，即松山区、大安区、古亭区、双园区、龙山区、城中区、建成区、延平区、大同区及中山区。区下设里、邻，全市共有340里、4,158邻[15]。
下表为各行政区与日治末期六十一区名、町名、大字名对照表：
行政区
日治时期区名[16]
日治时期町／大字[16]
松山区
松山区
松山、旧里族
五分埔区
五分埔、中坡
三张犁区
三张犁、兴雅
塔悠区
上塔悠、下塔悠、顶东势（上塔悠派出所管内）
中仑区
中仑、顶东势（中仑派出所管内）
大安区
昭和区
大安（部分）、福住町（部分）
锦区
锦町
福住区
东门町（部分）
东门东区
东门町（部分）
大安区
大安（部分）
六张犂区
六张犁、下内埔
古亭区
儿玉区
儿玉町、千岁町、新荣町
佐久间区
南门町、龙口町、佐久间町
古亭区
古亭町（部分）
川端区
川端町
马场区
马场町
富水区
水道町、富田町
双园区
绿区
绿町、柳町
堀江区
堀江町
花园区
东园町、西园町
龙山区
新起区
西门町、新起町
老松区
若竹町、老松町
八甲区
八甲町、新富町一丁目
元园区
元园町、入船町一丁目、新富町二丁目
有明区
有明町
入船区
入船町二、三、四丁目
龙山寺区
龙山寺町
新富区
新富町三、四、五丁目
城中区
城内区
北门町、明石町、表町、本町、京町、大和町、荣町、乃木町、书院町、文武町
联合区
桦幸区
桦山町、幸町、大安（部分）
东门西区
东门町（部分）、旭町
寿区
末广町、寿町、筑地町、滨町
建成区
建成二区
建成町二、三、四丁目、下奎府町（部分）
下奎府一区
下奎府町一、二丁目（部分）
下奎府二区
下奎府町一、二丁目（部分）
下奎府三区
下奎府町三丁目
下奎府四区
下奎府町四丁目
太平一区（部分）
泉町（部分）、上奎府町（部分）、太平町一丁目（部分）
建成一区（部分）
建成町一丁目（部分）、太平町一丁目（部分）
延平区
太平一区（部分）
泉町（部分）、上奎府町（部分）、太平町一丁目（部分）
太平二区
日新町二、三丁目、太平町五、六丁目
永乐一区
永乐町一、二丁目（部分）、港町一、二、三丁目（部分）
永乐二区
永乐町三、四丁目、太平町四丁目
日新区
日新町一目、太平町三丁目
港区
永乐町一、二丁目（部分）、港町一、二、三丁目（部分）
建成一区（部分）
建成町一丁目（部分）、太平町一丁目（部分）
大同区
蓬莱区
蓬莱町
太平三区
太平町七、八、九丁目
大桥区
大桥町二、三、四丁目
大龙峒上区
大龙峒町（部分）
大龙峒下区
大龙峒町（部分）、河合町
中山区
大正区
大正町、三桥町
御成区
御成町
宫前区
宫前町
大宫区
圆山町、大宫町、大直
下埤头区
下埤头、西新庄子
中园区
朱厝仑、中庄子、上埤头
直辖市时期（1967年迄今）
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台北市行政区划图（1968~1990）
1967年7月1日升格为直辖市，次年将原属台北县（景美镇、木栅乡、南港镇、内湖乡）与阳明山管理局（士林镇、北投镇）的六个乡镇划归本市管辖。
1990年3月12日台北市进行行政区重划，将原来的16区调整为12区：
合并龙山区、双园区、古亭区西侧以及城中区福星、慈寿、万寿三里为万华区
合并城中区、古亭区中间部分为中正区
将古亭区东侧并入大安区
合并景美区、木栅区为文山区
将建成区、延平区并入大同区
分割松山区南半部，设置信义区
这次调整忽略聚落传统分界，改以现有干道作为各区边界：
以纵贯线铁路区分大同中山松山与中正大安信义，使松山区中仑、中山区上埤头各有一小部分被划入大安区
以原边界附近的复兴南北路区分松山区、中山区，使松山区中仑被部分划入中山区，中山区下埤头被部分划入松山区
以原边界西南的和平东路三段区分大安区、信义区，使大安区六张犁被剖半割入信义区，在大安区东侧形成一个内凹的缺角
以杭州南路、罗斯福路分割古亭区，使古亭、公馆等地被剖半割入大安，在中正区东侧形成一个内凹的缺角
以中华路三段分割古亭区，使台北南机场地区今日分属中正、万华两区
现今台北市的辖区范围，极东为南港区旧庄里，极西为北投区关渡里，极南为文山区指南里，极北为北投区湖田里；若包含淡水河水域，则极西为士林区富洲里。