1953年、将原来10个区、63个乡又划编为14个区、90个乡 。
1956年3月，14个区并为9个区、1个镇、4个直属乡，原来90个乡并为54个乡（包括城关镇和4个直属乡） 。农业社合作化运动中，农业社代替了原来的行政村 。当年全县建立889个农业社（后来调编为862个） 。
1958年9月，撤区并乡，将原来的54个乡（镇）编为25个乡 。同年12月10日、府谷县并入神木县，全县编为22个公社，1个农场，下设103个管区 。将原来两县共1337个农业社，改编为799个生产大队、3050生产队 。
1961年9月1日，神木、府谷两县分设后、神木县改编为33个公社、1个农场、下辖035个生产大队、2193个生产队 。
1962年4月从尔林兔农场中分出中鸡、起鸡合浪公社，全县共35个公社、1个农场，下辖995个生产大队、2466个生产队 。后来，生产大队和生产队屡有调整，截至1964年底，生产大队调整为737个，生产队为2540个 。
1964年曾设孙家岔、马镇、高家堡、花石崖等4个区，1965年后撤销 。1966年取消农场，原来35个公社并为21个公社 。
1984年10月原公社改名乡镇，并增设店塔乡至此，全县计有5个镇，即城关、高家堡、贺家川、万镇、尔林兔；17个乡，即瑶镇、大保当、中鸡、大柳塔、孙家岔、麻家塔、店塔、永兴、西沟、解家堡、栏杆堡、瓦罗、沙峁、马镇、乔岔滩、花石崖、太和寨 。
1987年，神木县下辖5个镇、17个乡 。5个镇为：神木镇、万镇镇、贺家川镇、高家堡镇、尔林兔镇；17个乡为：花石崖乡、太和寨乡、沙峁乡、马镇乡、瓦罗乡、店塔乡、大柳塔乡、栏杆堡乡、解家堡乡、乔岔滩乡、孙家岔乡、大保当乡、西沟乡、永兴乡、麻家塔乡、中鸡乡、瑶镇乡 。
1990年3月，大柳塔乡改为大柳塔镇，店塔乡改为店塔镇，行政区域不变，政府驻地不变 。
1997年6月，中鸡乡改为中鸡镇，孙家岔乡改为孙家岔镇，大保当乡改为大保当镇，花石崖乡改为花石崖镇，马镇乡改为马镇镇 。行政区域不变，政府驻地不变 。神木县下辖12个镇、10个乡 。
2001年11月19日，沙峁乡改为沙峁镇，栏杆堡乡改为栏杆堡镇 。同年11月19日，撤销瓦罗乡，所辖行政村并入马镇镇、沙峁镇和栏杆堡镇 。同年11月19日，撤销永兴乡、西沟乡，并入神木镇 。
2005年1月，撤销瑶镇乡设立锦界镇，锦界镇政府驻地由瑶镇村迁往锦界，其行政区域不变 。调整后，神木县辖15个镇、4个乡 。
2011年6月28日，撤销太和寨乡，并入贺家川镇；撤销解家堡乡、麻家塔乡，并入神木镇；撤销乔岔滩乡，并入高家堡镇 。调整后，神木县辖15个镇、6个办事处 。15个镇为神木镇、高家堡镇、店塔镇、孙家岔镇、大柳塔镇、花石崖镇、中鸡镇、贺家川镇、尔林兔镇、万镇镇、大保当镇、马镇镇、栏杆堡镇、沙峁镇、锦界镇；6个办事处为神木镇解家堡办事处、神木镇麻家塔办事处、神木镇西沟办事处、神木镇永兴办事处、贺家川镇太和寨办事处、高家堡镇乔岔滩办事处 。
2021年全市辖14个镇6个街道326个行政村，总人口55.7万 。滨河新区街道、西沙街道、麟州街道、迎宾街道、永兴街道、西沟街道、高家堡镇、店塔镇、孙家岔镇、大柳塔镇、花石崖镇、中鸡镇、贺家川镇、尔林兔镇、万镇、大保当镇、马镇、栏杆堡镇、沙峁镇和锦界镇 。
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