1949年2月，中共琼崖区委将白沙、保亭、乐东3县划为琼崖少数民族自治区。

1951年1月，撤销琼崖少数民族自治区，将白沙县划归西区办事处领导，乐东县和保亭县划归南区办事处领导。

1952年4月20日，成立海南黎族苗族自治区筹备委员会。同年6月25日至7月1日召开海南黎族苗族自治区首届人民代表会议，7月1日正式宣布成立"海南黎族苗族自治区"。

1953年7月8日由抱由镇迁驻保亭县通什镇。

1954年1月1日，陵水、崖县正式划归自治区领导。自治区管辖范围扩大到7个县、32个区、457个乡。全区面积占海南岛1/2，人口56.79万人。

1955年10月17日，海南黎族苗族自治区正式改为海南黎族苗族自治州。

1957年1月21日，海南民族杂居区(汉区26个乡和4个乡中12个村)划归自治州领导。

1959年3月22日，撤销昌感县，将原行政区域全部划归东方县;撤销白沙县，将原行政区域分别划归东方、琼中两县;撤销保亭、陵水县，将原两县行政区域全部划归崖县;乐东县和崖县、昌感县一部分合并为乐东县。

1960年9月30日，恢复保亭县。以原保亭县并入崖县的行政区域为保亭县的行政区域。

1961年5月30日，崖县划分为崖县、陵水两县;东方县划分为东方、白沙、昌江3县;保亭、琼中、乐东3县区域只有局部进行调整。

1962年3月1日，昌江县正式划归自治州领导。

1984年5月19日，撤销崖县，设立三亚市(县级)，归自治州领导。以原崖县的行政区域为三亚市行政区域。

1986年6月12日，国务院批准设立通什市(县级)，归自治州领导。以保亭县的通什镇以及畅好、红山、毛道、南圣区，琼中县的五指山、毛阳区，乐东县的番阳区等1镇7区的行政区域为通什市的行政区域。

1987年9月26日，海南建省，撤销海南行政区及自治州，三亚市升格为地级市。同年12月31日，自治州正式撤销。