2001年末，楚雄彝族自治州辖1个县级市、9个县（共10个县级行政单位）：楚雄市、双柏县、牟定县、南华县、姚安县、大姚县、永仁县、元谋县、武定县、禄丰县。共有44镇、78个乡、6个民族乡（共128个乡级行政单位）。州政府驻楚雄市。
楚雄市辖12个镇、7个乡（共19个乡级行政单位）：鹿城镇、永安镇、东瓜镇、吕合镇、东华镇、子午镇、云龙镇、富民镇、苍岭镇、三街镇、八角镇、中山镇、前进乡、新村乡、树苴乡、大地基乡、西舍路乡、大过口乡、宜茨乡。市政府驻鹿城镇。
双柏县辖1个镇、8个乡（共9个乡级行政单位）：妥甸镇、大庄乡、法脿乡、鄂嘉乡、雨龙乡、爱尼山乡、独田乡、安龙堡乡、大麦地乡。县政府驻妥甸镇。
牟定县辖2个镇、8个乡（共10个乡级行政单位）：共和镇、新桥镇、军屯乡、蟠猫乡、戊街乡、安乐乡、江坡乡、新甸乡、青龙乡、凤屯乡。县政府驻共和镇。
南华县辖4个镇、7个乡、1个民族乡（共12个乡级行政单位）：龙川镇、沙桥镇、红土坡镇、徐营镇、五街乡、马街镇、兔街镇、一街乡、天申堂乡、罗武庄乡、五顶山乡、雨露白族乡。县政府驻龙川镇。
姚安县辖3个镇、9个乡（共12个乡级行政单位）：栋川镇、光禄镇、前场镇、龙岗乡、大龙口乡、仁和乡、弥兴乡、太平乡、适中乡、左门乡、官屯乡、大河口乡。县政府驻栋川镇。
大姚县辖3个镇、10个乡、1个民族乡（共14个乡级行政单位）：金碧镇、石羊镇、六苴镇、仓街乡、七街乡、龙街乡、赵家店乡、新街乡、昙华乡、桂花乡、三台乡、铁锁乡、三岔河乡、湾碧傣族傈僳族乡。县政府驻金碧镇。
永仁县辖2个镇、4个乡、2个民族乡（共8个乡级行政单位）：永定镇、宜就镇、中和乡、猛虎乡、莲池乡、维的乡、永兴傣族乡、万马傣族乡。县政府驻永定镇。
元谋县辖3个镇、10个乡（共13个乡级行政单位）：元马镇、黄瓜园镇、能禹镇、花同乡、羊街乡、老城乡、凉山乡、苴林乡、物茂乡、新华乡、平田乡、姜驿乡、江边乡。县政府驻元马镇。
武定县辖3个镇、8个乡、2个民族乡（共13个乡级行政单位）：近城镇、猫街镇、高桥镇、己衣乡、环州乡、万德乡、发窝乡、插甸乡、白路乡、田心乡、九厂乡、石腊它苗族乡、东坡傣族乡。县政府驻近城镇。
禄丰县辖11个镇、7个乡（共18个乡级行政单位）：金山镇、仁兴镇、碧城镇、勤丰镇、一平浪镇、舍资镇、广通镇、黑井镇、罗川镇、旧庄镇、土官镇、腰站乡、川街乡、和平乡、高峰乡、妥安乡、中村乡、大路溪乡。县政府驻金山镇。