Sau Hội nghị lần thứ nhất Ban Chấp hành Trung ương (7/1936), Trung ương Đảng quyết định mở rộng hoạt động đến Thái Nguyên.

Cuối năm 1936, đáng bộ tỉnh được thành lập tại xã La Bằng, Đại Từ. Đầu năm 1937, chi bộ Võ Nhai được thành lập.

Giữa năm 1938, Bí thư Xứ ủy Hoàng Văn Nọn (Hoàng Vĩnh Tuy) đã cử Lê Xuân Thụ lên gây dựng phong trào cách mạng.

Sau khi Nhật tiến vào Đông Dương, Xử ủy quyết định thành lập đội du kích Võ Nhai. Tháng 5/1941, trung đội Cứu quốc quân II được thành lập tại tỉnh.

Tháng 9/1945, Hội nghị cán bộ toàn tỉnh tại Phú Lương. Hội nghị đã công bố thành lập Ban chấp hành lâm thời Đảng bộ tỉnh do Xứ ủy Bắc kỳ ra nghị quyết. Ngô Nhị Quý được cử làm Bí thư Tỉnh ủy lâm thời.

Đại hội đại biểu Đảng bộ tỉnh lần thứ I được tổ chức tháng 8/1947. Đại hội đã bầu ra Tỉnh ủy do Lê Trung Đình làm Bí thư.

Ngày 4-6/6/1965 tại thành phố Thái Nguyên đã tổ chức Hội nghị hợp nhất hai tỉnh Bắc Kạn và Thái Nguyên thành tỉnh Bắc Thái, hợp nhất hai Tỉnh uỷ làm một gọi là Tỉnh uỷ Bắc Thái.

Ngày 6/11/1996, tại kỳ họp lần thứ 10, Quốc hội khoá IX ra Nghị quyết chia tách và điều chỉnh địa giới một số tỉnh trong cả nước, trong đó tỉnh Bắc Thái được chia tách thành hai tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn.

Ngày 22/12/1996, Bộ Chính trị ra Quyết định số 131/QĐNS/TW về việc kết thúc hoạt động của Đảng bộ và Tỉnh uỷ Bắc Thái; đồng thời thành lập Đảng bộ Thái Nguyên và chỉ định Ban Chấp hành lâm thời.