Phân chia hành chính thời Ngũ Đại Thập Quốc kế thừa hình thức hậu kỳ triều Đường, tức ba cấp: đạo (tiết độ sứ), châu (phủ), huyện. Ngũ Đại chú trọng đến việc khảo thí quan viên địa phương, bổ nhiệm những người trung thành giữ chức, thời Hậu Lương và Hậu Đường, hoàng đế đều chiếu dụ Lại bộ chú ý quan lại châu huyện phải chọn người có thực tài, bất kể tư tình.[tham 38]

Chế độ tiết độ sứ bắt đầu được thiết lập từ thời Đường, còn gọi là phiên trấn, chủ quản quân sự, hành chính và tài chính của địa phương, có địa vị cao và quyền hạn lớn. Trong thời gian xảy ra loạn An Sử, triều đình Đường bổ nhiệm nhiều tiết độ sứ để đối phó với loạn quân. Sau loạn An Sử, triều đình Đường sách phong một lượng lớn hàng tướng Đại Yên làm tiết độ sứ tại địa phương để an phủ, họ tự cầm binh và cát cứ giống như vương ở phiên trấn, hình thành cục diện phiên trấn cát cứ thời Đường mạt. Thời Ngũ Đại, việc bổ nhiệm tiết độ sứ thay đổi, có khi chức tiết độ sứ do thân vương hoặc tể tướng lĩnh song vẫn ở cách xa địa phương (diêu lĩnh). Các tiết độ sứ nắm giữ binh quyền thường rất tùy tiện độc đoán, làm bất cứ điều gì họ muốn. Trong đó, người có quyền cao gọi là tiết độ sứ, người có quyền ít gọi là phòng ngự sứ (sau là quan sát sứ), sau loạn An Sử thì đạo là khu vực quản hạt của tiết độ sứ. Khi người đứng đầu phiên trấn có lòng dạ khác, thường thừa cơ cử binh đi nhằm lật đổ trung ương, hiện tượng này bắt đầu xuất hiện từ hậu kì triều Đường, và thường xuyên phát sinh trong nội bộ các triều Ngũ Đại hoặc Thập Quốc, là nguyên nhân dẫn đến tình trạng hỗn loạn thời Ngũ Đại Thập Quốc. Một số địa phương khác cũng thiết lập "quân", trở thành cơ cấu hành chính cấp thứ nhất. Như năm 907, Hậu Lương thiết lập Sùng Đức quân tại Đãng Sơn huyện thuộc Huy châu, năm 939 Hậu Tấn đổi Uy châu cũ thành Thanh Viễn quân, năm 954 Hậu Chu lấy Lai Vu giám đổi thành Quảng Lợi quân.[tham 39]

Do tiết độ sứ chức cao quyền lớn, thời Ngũ Đại cũng có thân vương diêu lĩnh, như con của Hậu Đường Mạt Đế là Lý Tòng Mỹ diêu lĩnh Thành Đức quân tiết độ sứ, em của Hậu Hán Cao Tổ là Lưu Huân lĩnh Sơn Nam Tây đọa tiết độ sứ; cũng có khi tể tướng được diêu lĩnh, như thời Hậu Đường Trang Tông có thị trung giám sứ Quách Sùng Thao kiêm lĩnh Thành Đức quân tiết độ sứ. Sang thời Tống, chế độ tiết độ sứ bị phân cấp hành chính "lộ" thay thế, phân chia quyền quân sự, hành chính và tài chính để phòng ngừa xuất hiện việc binh biến.[tham 39]

Cấp hành chính thứ hai là châu, đặt chức thứ sử; cấp hành chính thứ ba là huyện, đặt chức huyện lệnh. Một số châu do có địa vị hay địa thế trọng yếu nên được thăng thành phủ, ví dụ như tại Biện châu đặt Đông Kinh Khai Phong phủ, Trường An đặt Tây Kinh Kinh Triệu phủ, Ngụy châu đặt Đại Danh phủ, góp phần quan trọng trong việc hình thành Ngũ kinh chế triều Tống. Thập Quốc và các phiên trấn khác cũng lập phủ ở thủ đô hoặc châu trọng yếu, như Dương châu-Giang Đô phủ của Ngô, Thăng châu-Kim Lăng phủ và Hồng châu-Nam Xương phủ của Nam Đường, Đàm châu-Trường Sa phủ của Sở, Quảng châu-Hưng vương phủ của Nam Hán, Thái Nguyên phủ của Bắc Hán, Thành Đô phủ và Hưng Nguyên phủ của Tiền Thục và Hậu Thục, Giang Lăng phủ của Kinh Nam. Ngoài ra, còn có việc đặt "đại đô đốc phủ" ở những yếu địa về quân sự, như Hậu Lương đặt đại đô đốc phủ tại Tống châu, Phúc châu; Hậu Đường thiết lập 10 đại đô đốc phủ trên toàn quốc.[tham 39] Vào thời kỳ này, số lượng châu huyện ở phương nam tăng lên do cục thế chính trị ổn định, kinh tế phát triển và nhân khẩu gia tăng. "Thái bình hoàn vũ ký" viết rằng vào thời Ngũ Đại Thập Quốc, toàn Trung Quốc thiết lập mới 59 huyện, tuyệt đại bộ phần là ở phương nam, như Thục lập 5 huyện, Ngô Việt lập 5 huyện, Mân tăng thêm 13 huyện, Nam Đường lập mới 26 huyện.[tham 40]