中华人民共和国成立后，1950年1月20日建绵阳专区，成立“绵阳行政督察专员公署”，专署治地绵阳县，辖绵阳行政督察区所辖10县；1953年3月10日，撤广元专区，其所辖广元县、昭化县、剑阁县、青川县、平武县、北川县、江油县、旺苍县8县划入，共辖18县；1953年7月4日，广汉县、什邡县、金堂县3县划出，辖15县；1958年10月18日，原遂宁专区所辖遂宁县、蓬溪县、潼南县、中江县、三台县、射洪县、盐亭县7县并入，共辖21县（此前江油、彰明二县于1958年9月5日已合并）；1959年3月22日，昭化县、罗江县2县撤销，分别并入广元县和德阳县，专区辖19县。

1968年7月8日，改绵阳专区设绵阳地区，绵阳专区行政公署改称“绵阳地区行政公署”；1976年2月4日，因分绵阳县筹建县级绵阳市，绵阳地区辖19县1市；1977年9月24日，潼南县划出，地区辖18县1市；1978年4月25日，绵阳县并入绵阳市，地区辖17县1市；1983年8月18日，分绵阳地区建德阳市，德阳县、绵竹县、中江县3县划出，绵阳地区辖14县1市；1985年2月8日，绵阳地区撤销，分别建立绵阳市、广元市、遂宁市共三个地级市，绵阳地区行政公署遂成为历史。