17 января 1934 года Постановлением ВЦИК Уральская область была разделена на три административных образования: Свердловскую область с центром в г. Свердловске, Челябинскую область с центром в г. Челябинске и Обско-Иртышскую область с центром в г. Тюмени. Границей между Свердловской и Челябинской областями определены районы: Нязепетровский, Уфалейский, Каменский, Камышловский, Талицкий, Троицкий, Тугулымский, Ялутороский, Омутинский, Аромашевский, Викуловский, со включением их в состав Челябинской области. К Челябинской области отнесены, кроме того, все остальные южные районы бывшей Уральской области (всего 57 районов и 4 города областного подчинения: Челябинск, Златоуст, Карабаш, Кыштым), а также Аргаяшский кантон Башкирской АССР, с преобразованием его в национальный округ Челябинской области. В мае 1934 года в Челябинскую область из Свердловской был передан Багарякский район, при этом из Челябинской в Свердловскую был передан Сухоложский район.
В дальнейшем территория области неоднократно уменьшалась. Так, были переданы 11 восточных районов во вновь образованную в декабре 1934 года Омскую область. В 1938 году Буткинский, Камышловский, Пышминский, Талицкий, Тугулымский, в 1942 году Каменский, Покровский районы были переданы из Челябинской области в состав Свердловской области. После передачи 6 февраля 1943 года ещё 32 районов в состав вновь образованной Курганской области границы Челябинской области практически не менялись. Но происходили неоднократные изменения внутреннего административного деления, в частности, разукрупнения, объединения, ликвидации, переименования некоторых районов, изменения статусов ряда населённых пунктов области.