1945年11月，在
中国共产党领导下，将原龙江省和兴安南省行政区域合并为嫩江省，11月14日宣布成立嫩江省政府，驻齐齐哈尔市。管辖
齐齐哈尔市，
龙江、
讷河、
嫩江、
富裕、甘南、
林甸、
泰来、景星、大赉、镇东、洮南、洮安、安广、开通、瞻榆、突泉县，杜尔伯特、
依克明安旗，共1市、16县、2旗。由于政治形势的发展变化，嫩江省成立后一个时期变动频繁，增设裁并，划出划入，几乎月月都有。
1945年12月底，嫩江省政府从齐齐哈尔市移驻甘南，1946年2月又移驻讷河县。同年3月中旬，将嫩江省划分为嫩南、嫩北两个行政区，并设嫩南行政主任公署，管辖安广、洮南、开通、瞻榆、洮安、镇东、大赉、泰来、景星、杜尔伯特、突泉等11个县（旗）。同年5月15日，撤销嫩南行政主任公署，两个行政单位正式合并，并将吉江行政区的扶余、肇东、肇州、乐安（7月撤销）4县和郭尔罗斯后旗划归嫩江省管辖。之后，陆续将洮安、洮南、洮北、镇东、大赉、赉北、开通、瞻榆、安广、突泉10县划归新设之辽吉行政区。至1946年底和1947年初，嫩江省共辖1市、12县、3旗，即齐齐哈尔市，嫩江、讷河、富裕、林甸、甘南、景星、龙江、龙东、泰来、
肇州、
肇东、扶余县，杜尔伯特、依克明安、郭尔罗斯后旗。
1947年2月2日，与黑龙江省合并为
黑龙江嫩江联合省（简称黑嫩省），省会齐齐哈尔市。同年9月16日，重新划分黑嫩联合省，恢复嫩江省，原辖行政区域基本不变，将原黑龙江省的安达县划归嫩江省管辖。
1948年4月，撤销龙东县，并入
龙江县；7月，撤销依克明安旗，并入
富裕县；8月，将辽北省的洮安、洮南、洮北、开通、瞻榆、镇赉、安广、大赉、乾安、郭尔罗斯前旗10县（旗）划归嫩江省管辖；9月，撤销洮北县，并入洮安县。
至1948年底，全省共辖1市、20县、3旗，即：齐齐哈尔市，龙江、嫩江、讷河、富裕、林甸、甘南、景星、泰来、安达、肇州、肇东、扶余、大赉、安广、乾安、镇赉、洮南、洮安、开通、瞻榆县，杜尔伯特旗、郭尔罗斯前旗、郭尔罗斯后旗。
1949年4月21日，东北行政委员会决定，撤销嫩江省，并入
黑龙江省，同时将原嫩江省所属的
扶余、
乾安2县和郭尔罗斯前旗划归
吉林省管辖。同年5月15日，两省机构正式合并。