Tỉnh Hoàng Liên Sơn được thành lập trên cơ sở sáp nhập ba tỉnh Lao Cai, Yên Bái và Nghĩa Lộ theo Nghị quyết Quốc hội khóa V, kỳ họp thứ 2 ngày 27 tháng 12 năm 1975 và đã chính thức đi vào hoạt động từ đầu năm 1976 với 4 thị xã: Lào Cai, Yên Bái, Cam Đường, Nghĩa Lộ và 16 huyện: Bắc Hà, Bảo Thắng, Bảo Yên, Bát Xát, Lục Yên, Mù Cang Chải, Mường Khương, Sa Pa, Si Ma Cai, Than Uyên, Trạm Tấu, Trấn Yên, Văn Bàn, Văn Chấn, Văn Yên, Yên Bình. Năm 1978 thị xã Nghĩa Lộ chuyển thành thị trấn Nghĩa Lộ thuộc huyện Văn Chấn; năm 1979, sáp nhập thị xã Cam Đường vào thị xã Lào Cai, sáp nhập huyện Si Ma Cai vào huyện Bắc Hà, khi đó tỉnh Hoàng Liên Sơn chỉ còn lại hai thị xã là Yên Bái và Lao Cai.