Ngày 29 tháng 12 năm 1978, hai thị xã Hà Đông, Sơn Tây và 5 huyện Đan Phượng, Hoài Đức, Ba Vì, Phúc Thọ, Thạch Thất cùng một số xã thuộc huyện Quốc Oai, Chương Mỹ, Thanh Oai, Thường Tín được nhập vào thành phố Hà Nội theo nghị quyết của kỳ họp thứ 4 Quốc hội khóa VI[1]. Tuy nhiên, trên thực tế, thị xã Hà Đông vẫn thuộc tỉnh Hà Sơn Bình và là tỉnh lỵ. Tỉnh còn 2 thị xã: Hà Đông, Hòa Bình và 16 huyện: Chương Mỹ, Đà Bắc, Kim Bôi, Kỳ Sơn, Lạc Sơn, Lạc Thủy, Lương Sơn, Mai Châu, Mỹ Đức, Phú Xuyên, Quốc Oai, Tân Lạc, Thanh Oai, Thường Tín, Ứng Hòa, Yên Thủy, với diện tích 5.978 km², dân số 1.569.000 người (1981).

Ngày 12 tháng 8 năm 1991, kỳ họp thứ 9 Quốc hội khóa VIII ra nghị quyết chia tỉnh Hà Sơn Bình để tái lập tỉnh Hà Tây và tỉnh Hòa Bình. Đồng thời, trả thị xã Sơn Tây và 5 huyện: Đan Phượng, Hoài Đức, Ba Vì, Phúc Thọ, Thạch Thất của thành phố Hà Nội về tỉnh Hà Tây.

• Tỉnh Hà Tây gồm 2 thành phố: Hà Đông, Sơn Tây và 12 huyện: Ba Vì, Chương Mỹ, Đan Phượng, Hoài Đức, Mỹ Đức, Phú Xuyên, Phúc Thọ, Quốc Oai, Thạch Thất, Thanh Oai, Thường Tín, Ứng Hòa.
• Tỉnh Hòa Bình gồm thành phố Hòa Bình và 9 huyện: Đà Bắc, Kim Bôi, Kỳ Sơn, Lạc Sơn, Lạc Thủy, Lương Sơn, Mai Châu, Tân Lạc, Yên Thủy.[2]

Từ 1 tháng 8 năm 2008, toàn bộ diện tích, dân số của tỉnh Hà Tây được sáp nhập vào Thành phố Hà Nội. Từ đây, tỉnh Hà Tây chính thức bị giải thể. Ngày 8 tháng 5 năm 2009, thành phố Hà Đông trở thành quận Hà Đông trực thuộc thủ đô Hà Nội, thành phố Sơn Tây trở thành thị xã Sơn Tây trực thuộc thủ đô Hà Nội. Đồng thời, địa giới các huyện Quốc Oai, Thạch Thất cũng được điều chỉnh lại, sáp nhập thêm 4 xã thuộc huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình.