1970年1月20日，国务院（国发文53号文件）同意株洲市行政区划调整方案，撤销株洲市中心区、清水塘区、董家塅区、田心区、荷塘区5个区。7月8日，根据国务院53号文件批复，株洲市城区设立株洲市东区（县级），株洲市南区（县级）、株洲市北区（县级）。东区全区7.9万余人，下设田心、茨菇塘、月塘和宋家桥4个街道办事处；南区全区7.1万余人，下设董家塅、东风（1972年11月29日改名为建宁）和建设3个街道办事处；北区全区7.5万余人，下设清水塘、响石岭和白石港（1975年12月30日改名为贺家土）3个街道办事处。田心、建宁5个区的蔬菜农场，计人口57111人，成立清水、荷塘铺、建宁人民公社，这3个人民公社由郊区管辖。
1983年3月1日，经国务院批准，株洲市实行市管县体制，将原湘潭的攸县、茶陵县、醴陵县、酃县划归株洲市管辖，辖区面积扩到11278.77平方千米，人口308.12万人。1984年4月19日，湖南省人民政府根据国务院调整湖南省部分市县行政区域界线的通知，将株洲县的龙头铺、明照、蝶屏、云田4个公社和白关的关口、新庄、道田、白井、罗塘、五里墩六个大队划分给郊区管辖。共计265平方千米土地，71390人。1985年，撤销醴陵县，设立醴陵市（县级），以原醴陵县的行政区域为醴陵市的行政区域。1990年株洲市辖五县市、4区，总人口达到3495714人，总面积达11420平方千米。
1994年，酃县更名为炎陵县。1997年5月31日，国务院批准（国函[1997]40号）：（1）将株洲县的群丰镇和马家河乡划入株洲市市区。（2）撤销株洲市的东区、南区、北区、郊区，调整设立荷塘区、芦松区、石峰区、天元区。荷塘区：辖原东区的月塘、茨菇塘、宋家桥3个街道，原郊区的明照、荷塘铺（不含新民、田心、双丰3个村）、蝶屏3个乡和龙头铺镇的茶园、东流、三搭桥3个村。区人民政府驻新华东路。芦凇区：辖原南区的建设、建宁、董家塅和原北区的贺家土4个街道，原郊区的曲尺、建宁、五里墩3个乡。区人民政府驻芦凇路。石峰区：辖原北区的响石岭、清水塘和原东区的田心3个街道，原郊区的龙头铺镇（不含茶园、东流、三搭桥3个村）和清水、云田、荷花3个乡和荷塘铺乡的新民、田心、双丰3个村。区人民政府驻建设北路。天元区：辖原株洲县的群丰镇、马家河乡和原郊区的园艺场。区人民政府驻黄河北路。
1997年7月，湖南省人民政府以《关于调整株洲市市辖区行政区划的通知》同意调整株洲市市辖区行政区划：（1）天元区：东、北以湘江河为界，南以群丰镇与雷打石镇界线为界，西以株洲市与湘潭市界线为界。（2）芦淞区：东南以原郊区与株洲县界线为界，西以湘江河为界，北以白石港为河（老河），京广铁路（西边线）及建宁乡与明照线界线为界。（3）荷塘区：东以株洲市与长沙市、原郊区与株洲县界线为界，南以明照乡与建宁乡界线为界，西以京广铁路（西边线）及白石港河（老河），为界，北以蝶屏乡与云田乡界线为界。（4）石峰区：东以白石港河（老河）为界，南以湘江河为界，北以株洲市与各省市界线为界，西以株洲市与湘潭市界线为界。（5）调整后的市辖区划行政区划从1997年8月1日起实行。1998年末，株洲市总面积11420平方千米，其中市区面积542平方千米。总人口367.88万人，其中，非农业人口90.21万人。汉族人口占总人口的95.36%；少数民族人口占总人口的4.4%。辖炎陵县、茶陵县、攸县、醴陵市、株洲县五县（市）和天元、芦淞、荷塘、石峰四区，共有140个乡镇，2225个行政村。
2000年第五次人口普查，株洲市总人口3581820人。其中：荷塘区260835人、芦淞区226162人、石峰区272258人、天元区120741人、株洲县429723人、攸县679839人、茶陵县493059人、炎陵县164807人、醴陵市934396人。2005年末，株洲市辖4个市辖区、4个县，代管1个县级市，共有24个街道、66个镇、46个乡、1个民族乡。
2010年，将株洲县的白关镇和姚家坝乡划归株洲市芦凇区管辖；行政区划调整后，芦淞区总面积216.8平方千米，总人口29.8万人，辖7个街道、1个镇、2个乡；株洲县总面积1231.2平方千米，总人口39.9万人，辖6个镇、10个乡。2011年，将株洲县的雷打石镇和三门镇划归株洲市天元区管辖（湘民行发[2011]6号）；行政区划调整后，天元区总面积327.6平方千米，总人口24.6万人，辖3个街道、4个镇；株洲县总面积1053.6平方千米，总人口33.7万人，辖4个镇、10个乡。