1927年2月21日，贵州省成立省政务委员会，隶属武汉国民政府。
省政务委员会委员长 周西成（1927年2月任），贵州桐梓人，黔军桐梓系首领。1926年5月，袁祖铭率兴义系部队经黔东挥师湘西，响应北伐，周遂得以掌控贵州，形成割据之势。
1927年，“四·一二”政变后，贵州省政隶属南京国民政府。4月29日，南京政府下令改组贵州省政务委员会。6月3日又成立贵州省政府。省政务委员会和政府委员会同时并存，政务委员会之委员兼政府委员会委员。
省政务委员会委员长 李燊（1927年4月~1929年6月），贵州贞丰人，兴义系袁祖铭、彭汉章部将。1928年9月，他率兴义系余部返黔，与周西成（桐梓系）为争夺统治权开展激战。1929年5月，周西成阵亡，李燊短暂占据贵阳，但不久便遭桐梓系反攻驱逐。
省政府主席 周西成（1927年6月~1929年5月）
1929年10月2日，南京国民政府决议裁撤贵州省政务委员会，正式改组成立贵州省政府。设委员7至9人，从委员中产生1人为主席，下置秘书处及民政、财政、教育、建设、农矿5厅，裁撤原设之农工、军事、司法3厅。1931年6月，裁改农矿厅为实业厅。翌年5月，将实业厅裁并于建设厅。
省政府主席 毛光翔（1929年10月任），贵州桐梓人，周西成表弟，桐梓系头目。1929年6月，他与王家烈等联合反攻贵阳，驱逐李燊。10月被任命为第二十五军军长和省政府主席，期间奉行亲蒋政策。1932年3月，被王家烈以武力剥夺军政大权。同年10月策动旧部犹国材、蒋在珍、车鸣翼反王，失败后回赤水，此后未再复出。
省政府主席 王家烈（1932年3月任），贵州桐梓人，桐梓系头目。他在蒋介石的扶持下，于1932年2月重兵围攻贵阳，迫使毛光翔放弃省政，以“自愿休息”名义让出省主席职位。
省政府主席 犹国才（1932年12月暂兼），贵州桐梓人，桐梓系头目。1932年毛光翔被迫退位后，他联合毛光翔旧部发起反攻，一度攻占贵阳，但因铜仁派分化瓦解而败退。
省政府主席 王家烈（1933年4月任；1935年4月免），持续三年的内斗使桐梓系元气大伤，王家烈虽名义统一贵州，实际控制范围仅限贵阳周边，其他地区仍由犹国才、侯之担等割据。1935年中央红军入黔，蒋介石以“剿共不力”为由，命薛岳率中央军进驻贵阳，解除王家烈兵权，黔军各部被整编收归中央，犹国才势力亦被瓦解。
1935年4月17日，国民政府任命吴忠信为省政府主席。24日下令改组该省政府，相继增设保安处、社会处、卫生处、图书杂志审查处、合作事业管理处、地政局、税务局、农业改进所、粮食管理局、粮政局、田赋粮食管理处、新闻处、人事处、审计处、会计处、统计处、全省保安司令部、省参议会等机构。1936年6月，全省分设8个区行政督察专员公署，为省政府辅助机关，翌年2月，又在各区设保安司令部，保安司令由行政督察专员兼。1949年11月15日省城贵阳解放。
省政府主席 吴忠信（1935年4月任），安徽合肥人，蒋介石重要幕僚。他在贵州仅任职一年，主要任务是协助中央军接管地方权力，为后续薛岳等嫡系势力全面控制贵州铺路。
省政府主席 顾祝同（1936年8月任），安徽合肥人，中央军五虎将之一。
省政府主席 薛岳（1937年5月兼代），广东乐昌人，粤军张发奎派头目，现依附于陈诚。他 代理贵州省政府主席后延续蒋介石的“中央化”政策，强化国民党对地方行政的直接控制。通过人事调整和机构改革，进一步削弱地方残余势力对政务的干预。
省政府主席 孙希文（1937年9月代行）
省政府主席 吴鼎昌（1937年11月任），浙江吴兴人，生于四川华阳，新政学系骨干。他主政贵州期间，以“技术官僚”风格推动战时经济与教育发展，巩固了国民党中央对西南的控制，但其治理手段兼具务实与威权双重特性。他的执政理念（如“政治资本三法宝”：银行、报纸、学校）深刻影响了贵州现代化进程，但也因派系斗争和民生改善不足留下争议。
省政府主席 杨森（1945年1月任），四川广安人，川军速成系首领。他在主政贵州的四年间，以“强人政治”风格推行城市革新，虽在局部领域推动现代化进程，但其治理高度依附于国民党的战时体制，未能解决贵州深层次的社会经济问题。
省政府主席 谷正伦（1948年4月任），贵州安顺人，国民党宪兵系统的奠基人。他在上任后迅速清除前任杨森在军政系统的亲信，通过军事集权维持了国民党对贵州的控制。1949年11月，解放军逼近贵阳时，谷正伦率残部撤离，其“应变”计划全面破产，这也标志着国民党在贵州统治的终结。
