民国20年（1931年）“九·一八”事变后，由于蒋介石采取不抵抗政策，日军侵占沈阳。辽宁省政府从沈阳撤出后，根据同年9月23日张学良的通电，9月27日在锦州设立辽宁省政府行署。在日军继续向锦州进犯的威胁下，民国21年1月1日，辽宁省政府由锦州撤往河北滦县。此后，虽一度在北平（北京）组设“辽宁省政府办事处”，但由于经费困难，人心涣散，至民国26年（1937年）日本侵略军发动“七·七”卢沟桥事变，平津相继失陷后，辽宁省政府即自行解体。

    民国29年（1940年）5月3日，国民党政府任命原第二十集团军上将、副司令万福麟为辽宁省政府主席，在重庆重新组建辽宁省政府，地址在四川省重庆市。自此至1945年8月光复前的辽宁省政府为“流亡政府”。此时期，辽宁省政府的主要任务是收罗人员，为日本投降后返回辽宁重建政权做好准备。其具体任务有：①进行调查，组织指导各地通讯组，了解辽宁省流亡到关内各地的人员情况，包括专业人才、学生等；②训练青年，保送学生入学，对国民党辽宁籍人员进行培训；③介绍大学毕业生工作，进行失业救济，办理东北流亡公务员资历审查；④调查收集日伪情报等。

    1945年8月15日日本投降后，国民党政府于9月19日在重庆发布命令，将东北划为9个省，原辽宁省辖境内分别设立辽宁、辽北、安东3省* ，并任命徐箴为辽宁省政府主席，率省政府各委员及高级职员随国民党军大举出兵东北，赴辽“接收”。此后，东北进入解放战争时期。1945年11月26日，国民党军攻占锦州，国民党辽宁省政府遂暂设锦州，翌年3月29日移驻沈阳，开始了在其控制的国统区内3年的行政统治。在此期间，1946年5月18日，国民党军占领四平，以刘翰东任主席的国民党辽北省政府成立；1946年10月25日，国民党军占领安东，以高惜冰任主席的国民党安东省政府成立，分别在其控制的区域内开始施行行政管辖。

    1947年6月，通化、安东解放，国民党安东省政府解体；1948年3月13日，四平解放，国民党辽北省政府解体。1948年11月2日，沈阳解放，国民党辽宁省政府遂告垮台。至此，国民党政府在辽宁地区的统治宣告终结。