民国元年（公元1912年）7月，青海办事大臣改为青海办事长官，今海西地区属之。次年增设蒙番宣慰使，管理蒙藏事务。民国4年（公元1915年），改由甘边宁海镇守使兼管。民国6年（公元1917年），归都兰理事辖，上隶甘边宁海镇守使。民国19年（公元1930年），改都兰理事为都兰县，辖今海西州全境，上隶青海省。民国27年（公元1938年），在今都兰县察汗乌苏镇设立青海省第八行政督察专员公署，民国30年（公元1941年），改称青海省第一行政督察专员公署，都兰县属其管辖。此间，从民国24年至民国30年（公元1935—1941年），生活在新疆的部分哈萨克族先后迁入今海西州境内落居。
1949年9月，青海解放。同年11月成立都兰县人民政府（驻地察汗乌苏），辖今海西州全境，直隶青海省。1952年9月26日撤销都兰县，设立县级“都兰县蒙藏哈萨克族自治区”，1954年1月25日改建为专区级“海西蒙藏哈萨克族自治区”（驻察汗乌苏），1955年12月12日更名为“海西蒙藏哈萨克族自治州”
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