ในปี พ.ศ. 2437 จากการที่หัวเมืองประเทศราชล้านนาถูกอังกฤษและฝรั่งเศสขนาบโอบล้อม พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวจึงทรงกระกรุณาโปรดฯให้ 5 หัวเมืองประเทศราชล้านนา จัดขึ้นเป็นมณฑลลาวเฉียง

ในปี พ.ศ. 2442 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เปลี่ยนเป็นมณฑลตะวันตกเฉียงเหนือ แล้วจึงเปลี่ยนมาเป็นมณฑลพายัพ ในปลายปีเดียวกัน ซึ่งประกอบด้วย 6 หัวเมือง คือ

1. นครเชียงใหม่ - ครอบคลุมพื้นที่เมืองเชียงใหม่ เมืองแม่ฮ่องสอน และเมืองเชียงราย
2. นครลำปาง - ครอบคลุมพื้นที่เมืองพะเยา เมืองงาว
3. นครลำพูน
4. นครน่าน
5. นครแพร่
6. เมืองเถิน (ต่อมา พ.ศ. 2446 ยุบลงรวมเข้ากับนครลำปาง)

ต่อมา ในปี พ.ศ. 2458 พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว โปรดให้แยกนครลำปาง นครน่าน และนครแพร่ ออกเป็นมณฑลมหาราษฎร์ ตั้งสำนักข้าหลวงใหญ่มณฑลที่เมืองนครแพร่ และต่อมา พ.ศ. 2469 พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว โปรดให้ยุบมณฑลมหาราษฎร์ รวมกันมณฑลพายัพตามเดิม