Tháng 2 năm 1976, tỉnh sáp nhập với Bà Rịa (kể cả Vũng Tàu) (tức tỉnh Phước Tuy của Việt Nam Cộng hòa) và Long Khánh thành tỉnh Đồng Nai mới, tỉnh lỵ đặt tại thành phố Biên Hòa. Tuy nhiên, đến năm 1991, địa bàn tỉnh Phước Tuy cũ lại được tách ra để tái lập tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.

Hiện nay, địa danh "Biên Hòa" chỉ còn được dùng để chỉ thành phố Biên Hòa, đơn vị hành chính cấp huyện trực thuộc tỉnh Đồng Nai và là tỉnh lỵ của tỉnh Đồng Nai.

Địa bàn tỉnh Biên Hòa cũ hiện nay tương ứng với thành phố Biên Hòa, các huyện Long Thành, Nhơn Trạch và một phần các huyện Trảng Bom, Vĩnh Cửu thuộc tỉnh Đồng Nai, thị xã Dĩ An, một phần thị xã Tân Uyên và một phần huyện Bắc Tân Uyên thuộc tỉnh Bình Dương ngày nay