民国二年(1913年)2月,秦州直辖地改为天水县,治今天水市区,隶属甘肃省陇南道(不久改称渭川道);三岔厅建置保留,撤州判署,设警察分厅。
民国16年(1927年),改渭川道为渭川区行政公署。
民国24年(1935年)改为甘肃省第四行政督察专员公署,驻天水县(今天水市)。
1949年8月3日成立天水县人民政府,县治设今天水市,隶天水行政督察专员公署。9月初,成立了天水市人民政府,管辖原县城及近郊区,县城以外农村为天水县。今麦积区境属天水县。
1950年2月,西北军政委负会正式行文批准设立天水市(县级建置),治今天水市,天水县移治天水井(今秦州区天水郡村)。
1958年12月,天水县并入天水市。
1961年12月,县、市分设,恢复天水县建制,县治设今秦州区天水郡,1962年7月迁北道埠(今麦积城区)。
1984年9月,县级天水市改为副地级市,划原天水市5个乡7个办事处设立秦城区,划原天水县马跑泉、甘泉、麦积、二十里铺、社棠5乡和北道镇设置北道区(二区均为县级建置,时称区公署,为市政府的派出机构),其余乡仍组成天水县,县、区均隶天水市。
1985年4月,北道区撤销,属地仍归天水县。同年7月,国务院批准撤销天水地区和天水县,天水市升为地级市,设立秦州、北道两个县级区。原天水县西南部17个乡划归秦州区,其余22个乡镇及北道镇组建北道区。