主条目：浙江省 (中華民國)
浙人治浙（1911年—1917年）
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辛亥革命以前，浙江是革命党活动活跃的地区，浙人章太炎、徐锡麟、秋瑾、陶成章等人成立光复会，影响波及长江下游和东南沿海。1911年11月，杭州新军起义，时任浙江谘议局议长汤寿潜被推举为首任浙江都督，周承菼为浙军总司令，宣告浙江独立。[7]1912年，中華民國政府正式成立，浙江省省會仍定於杭縣（原稱錢塘）。1月都督汤寿潜改任中华民国首任交通总长后，浙江各界又公推蒋尊簋为浙江都督。但在袁世凯的压力下，蒋尊簋被迫辞去都督，袁遂任命朱瑞为浙江都督。
1916年4月12日浙江省宣布独立，布告安民。5月，公推吕公望为浙江都督兼省长，倡导“浙人治浙”，加入反袁护国运动。省议会议长沈定一召集被袁世凯解散的省议会复会，恢复《临时约法》，行使省议会的权力。但由于局势动荡，吕公望无力掌控浙江政局。1917年1月，北洋政府任命杨善德带兵来杭任浙江督军，齐耀珊任浙江省长，浙江各界虽力拒，但终未挽回局面。
历任浙江都督：
汤寿潜（1911年11月-1912年1月）
蒋尊簋（1912年1月 - 1912年8月）
朱瑞（1912年8月 - 1916年）
吕公望（1916年）
北洋军阀统治时期（1917年—1927年）
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杨善德就任浙江督军后，浙江省被正式纳入北洋军阀势力范围。杨去世后，盧永祥接任浙江督军。杨卢2人均属皖系军阀。因当时的江苏省为直系军阀统治，所以浙江督军节制同属皖系的上海地区。
1924年9月，江浙战争爆发，属直系军阀的江苏督军齐燮元联合江西和福建进攻皖系的盧永祥。10月战争结束后直系获胜，驱逐卢永祥。浙江进入直系军阀统治时期，督军为孙传芳，直至北伐战争结束。
历任浙江督军：
杨善德（1917年1月- 1919年8月13日去世）
盧永祥（ - 1924年）
孙传芳（1924年 - 1927年8月）
历任浙江省长：
吕公望（1916年-1917年1月）
齐耀珊（1917年1月-1920年6月24日）
沈金鉴（1920年6月24日-1922年10月29日）
张载扬（1922年10月29日-
夏超（1924年-1926年11月21日）
陈仪（1925年10月 - 1927年7月）
清末民初时期，浙江因为资本主义萌芽和开埠较早，较早的接触了西方近代思想的影响并且投入到推翻清朝的统治的斗争中，孙中山后期的革命经费大部都是浙江湖州的丝绸商人筹集和捐赠的，蒋介石就是依靠江浙财阀的势力上台的，湖州人当时就占国民党中常委的1/3，控制了当时的政权。浙江人还较早参与了当时上海的开发，宁波人大量移民上海，湖州人控制了当时上海大部分码头和租借大半房产，并建造了百乐门，和平饭店等知名建筑。
南京国民政府（1927年-1937年）
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主条目：浙江省政府
1927年2月底，北伐军占領浙江全境，7月27日浙江省政府正式成立，浙江开始了在国民政府领导下的十年建设，其间多项重要基础设施竣工。1927年，杭縣分拆出杭州市，仍为浙江省省會。1929年，张静江在杭州成功举办了第一次西湖博览会。
国民政府时期历任浙江省主席：
张静江（1927年7月27日推举为省主席）
何應欽（1927年10月5日任命，1928年11月7日免除），1928年5月14日后省主席之职由蔣伯成代理
张静江（1928年11月7日任命，1930年12月4日免除），二度就任。
张难先（1930年12月4日任命，1931年12月15日免除）
魯滌平（1931年12月15日任命，1934年12月12日免除）
黄绍竑（1934年12月12日任命，1936年7月25日免除）
白崇禧（1936年7月25日任命，1936年9月6日免除），实际为其本人拒绝，由徐青甫代白崇禧省主席職
黄绍竑（1936年9月6日任命，1936年12月2日免除），二度就任
朱家驊（1936年12月2日任命，1937年11月26日免除）
黄绍竑（1937年11月26日任命，1946年3月26日免除），三度就任
沈鸿烈（1946年3月26日任命，1948年6月22日免除）
陈仪 （1948年6月22日任命，1949年2月21日免除）
周喦 （1949年2月21日任命，1949年5月逃離大陸）
胡宗南（1952年10月19日任命，1953年7月23日撤往臺灣）
抗日战争时期（1937年-1945年）
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浙江是抗日战争的主战场之一，一直属于第三战区。
战争爆发后，浙江北部的嘉兴、吴兴、长兴等地是前期淞沪会战的主要战场之一。1937年8月14日14架日军战机从台北起飞，跨海进入浙江，企图突袭杭州笕桥机场，爆发八一四空战。中国空军在装备性能、数量和技术都相对处于劣势的情况下，在杭州笕桥上空与日军飛機展开了激烈的较量，击落日机数架，取得空战大捷。8月下旬，浙江境内成立杭州湾北岸守备区和浙东守备区。
11月14日，嘉善失守。18日，嘉興失守。21日，吳興失守。25日，長興失守。年底杭州亦失守，日军大举进攻浙江。日军对浙江的侵略主要沿铁路线展开。为阻缓日军行动，国府对浙江实行焦土政策，包括毁弃铁路和公路，撤出城市居民和物资等。期间朱家骅担任浙江省主席，赶在日军进入杭州前撤出市民、机关、学校、工厂，炸毁钱塘江大桥，形成敌我隔钱塘江对峙的浙江正面战场。
1939年3月21日拂晓，日本侵略军为进犯江南，扫荡浙东，策应正在进攻南昌的日军，土桥一次师团一部在富阳周家浦偷渡。抗敌自卫团在当地群众的支援奋战三天两夜，取得东洲保卫战的胜利。1940年1月，日军土桥师团乘雪天渡过钱塘江，占领萧山。
1940年7月16日，日军调集炮舰及登陆舰30余艘、航空母舰1艘、飞机30余架和3000余兵力，从海上进攻镇海，威胁当时全国最重要的对外港口和抗日前哨宁波。时第194师师长兼宁波防守司令陈德法指挥其所属部队和增援部队，在戚家山争夺战中大败入侵之敌，毙伤日军1000余名，击落日机一架，日酋萍乡月蜀切腹自杀，取得抗战中的第一次反登陆海防战大捷，是为镇海大捷。
1942年5月，省政府南避云和。
期间，浙江是日本进行细菌战的主要受害地区之一。目前，在义乌和衢州分别建有细菌战纪念展览馆，反映侵华日军细菌战的犯罪史实。
1945年9月4日第3战区参谋长张世希与驻杭州的日军第133师团参谋长樋泽一治在富阳宋殿村（今属富阳区受降镇）举行洽降会谈。
汪伪政权的浙江省主席（省长）
浙江沦陷后，日军的傀儡政权中華民國維新政府任命浙江省省长，到1940年编入汪伪政权。汪伪的浙江省政府最高行政长官，先沿用省主席之称，后于1943年1月改称省长。历任省主席（省长）有：
汪瑞闓（1938年6月任中華民國維新政府浙江省省長，1940年3月任汪僞國民政府浙江省政府主席，1941年1月24日病亡）
梅思平
傅式说
项致庄
丁默村
浙江光复后（1945-1949年）
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浙江在国共内战期间（1949年-1950年）
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國共內戰後，國民政府在大陆的據點盡失。1949年5月，温州、杭州、宁波等浙江大陆各城相继易守。但中华民国 政府仍继续有效統治浙江沿海诸岛，国民政府的浙江省政府迁至舟山，登步岛战役后国共方正面冲突减少。1950年5月，浙江省政府等驻舟山各机构及大量人员随中華民國國軍由舟山撤退台湾，省政府及浙南行署等皆因之撤銷。随后解放军进驻接管舟山群岛。
国民政府弃守舟山后，僅有在浙江東南的大陳列島（台州列島）、一江山、披山、頭門山、漁山、南麂等島而由国民政府控制。，而撤退到島上的縣政府包括溫嶺、臨海、黃岩、平陽、三門、樂清、玉環七縣。
中華民國總統蔣中正遂派胡宗南，在1951年9月赴大陳島成立「江浙總部」，並以江浙總部為基礎，相應重设「浙江省政府」，與中國人民解放軍作戰。[8]
1952年，浙江省政府七縣合併為溫嶺、臨海、平陽、玉環四縣，改三門縣為「漁山管理局」，並設立「竹嶼管理局」，該兩管理局原是與大陸直接貿易之特區，但一年後隨即裁撤。
1953年，蔣中正決定改採守勢作戰，浙江省政府遷至台灣，當地再設立「大陳地區行政督察專員公署」治理，行政督察專員則由原政務處長沈之岳擔任。[9]
1955年1月20日，中國人民解放軍攻陷一江山島[10]，国民政府見大勢已去，在美國第七艦隊的護航下，將大陳島上的軍隊和居民全部撤退至台灣，隨後更撤離南麂，而浙江省大陳區行政督察專員公署及在台灣的浙江省政府亦隨之撤銷。浙江省至此全境易手。[11]