Államalapító Szent István királyunk óta igen sokszor módosultak az ország, és a megyék feladatai és közigazgatási határai. Szűkebb hazánknak, Komárom-Esztergom megyének jogelődjeit Komárom illetőleg Esztergom vármegyét, Szent István király alapította. E vármegyék alapvető feladata a királyi várak ellátása, a várakhoz kapcsolódó szolgáló népek elhelyezése és a dunai átkelés biztosítása volt. Mindez egyértelműen jelzi azt a királyi szándékot, hogy a vármegyék feladata a fontos települések ellátása, a gazdálkodás feltételeinek biztosítása. A két vármegye Árpád-kori településeihez még a középkorban újabbak kapcsolódtak az időközben megszűnt Pilis, valamint Veszprém, Fejér, és Hont vármegyéből.

Esztergom várát 1543-ban foglalta el a török. A vármegye vezetése ekkor ismeretlen helyre menekült. Hosszú évtizedeken keresztül Érsekújvár mellett Komárom és Tata volt az a két magyar végvár, amely a török támadásoknak útját állta. A jól védhető Komárom vára Esztergomtól eltérően soha sem került a hódítók kezére. Komárom vármegye folyamatosan működött, Esztergom vármegye nemesi közgyűlése csak a török kiűzése után 1696-ban szerveződött újjá. A Rákóczi szabadságharc idején tevékenységük megszakadt. Esztergom 1710-ben, Komárom vármegye 1712-ben alakult újjá. 1786-ban II. József Tata székhellyel összekapcsolta Komárom és Esztergom vármegyét. Az ily módon egyesített megye az uralkodó halálát követően 1790-ben szétvált. Esztergom és Komárom visszakapta megyeszékhelyi rangját. A napóleoni háborúk, az adminisztrátori rendszer életbeléptetése mindkét vármegyét érintette. 1848 májusában mindkét nemesi vármegye megszűnt és átadta helyét a vármegyei bizottságoknak. Komárom vármegye bizottsága a szabadságharc végéig működött. Az Esztergom vármegyeiét viszont megszakította az 1849. január 15-i császári katonai megszállás. A forradalmi bizottmány röviddel ezt követően újjáalakult, de székhelyét előbb Bátorkeszibe, majd Komáromba tette át. A szabadságharc leverését követően császári-királyi biztos került a vármegyék apparátusainak élére. 1851-ben a két vármegyének a Duna jobboldali partján lévő részét Esztergom székhellyel Esztergom vármegyeként, a Duna bal oldali partján – a mai Szlovákia területén – lévő részeket pedig – Komárom székhellyel Komárom vármegyévé szervezték át. Az így kialakított vármegyék 1860-ig működtek. Ekkor az októberi diplomát követő rövid időszakra ismét az 1848-ban választott vármegyei bizottmányok újították fel működésüket. 1861-től újra szoros központi irányítás alá kerültek megyék. A választott vármegyei törvényhatósági bizottságok kiegyezés eredményeként kezdhették meg működésüket. A XVII. század végétől enkláveként Komárom vármegyéhez tartozó Lábatlant és Piszkét 1896-ban csatolták vissza Esztergom vármegyéhez.
1919 januárjában a csehszlovák légió csapatai megszállták a Duna bal partján fekvő Komáromot és Párkányt. Esztergom vármegye munkástanácsa és direktóriuma a megyeszékhelyen, Komárom vármegye direktóriuma pedig a jobb parti Komárom – Újvárosban a mai Komáromban alakult meg. Később Szőnybe és Tatára tették át székhelyüket. A trianoni döntést követően a bal parti részeket a Cseh-Szlovák Köztársasághoz csatolták. Magyarország részeként csupán a korábbi Komárom vármegye 44 községe és a korábbi Esztergom vármegye 22 települése maradt meg. 1919-ben néhány hónapig Komárom vármegye a győri alispáni hivatalhoz tartozott. Még ebben az évben megalakult Komáromban a csonka vármegye alispáni hivatala. Röviddel utóbb 1920-ban törvényhatósági bizottságot választottak.
Nyolcvanöt évvel ezelőtt, 1923-ban a csonka vármegyéket ideiglenesen egyesítő törvény végrehajtásaként Esztergom székhellyel létrejött Komárom-Esztergom Vármegye. Hetven éve, az első bécsi döntést követően 1938-ban újjá alakult a történelmi Esztergom Vármegye és Komárom Vármegye. A második világháborút követő moszkvai ideiglenes fegyverszünet következményeként visszaálltak az 1937. december 31-i állapotok. A nemzeti bizottságok hosszas vitái nyomán 1945. augusztus 28-án ismét Esztergomban alakult meg Komárom-Esztergom Vármegye Törvényhatósági Bizottsága. A „klerikális reakció” fellegvárának kikiáltott Esztergom város sorsa a proletárdiktatúra győzelmével megpecsételődött. 1947-ben négy bányásztelepülés összevonása révén létrejött Tatabánya. Egy 1949-ben született döntés nyomán 1950-ben Esztergom nevének elhagyásával, Tatabánya székhellyel létrejött Komárom megye. Ezzel egyidejűleg az esztergomi járás székhelyét Dorogra helyezték át. Nevét Dorogi járásra változtatták. Az 1956-os forradalom és szabadságharc esztergomi eseményei tovább rontották a város politikai megítélését és fejlődési perspektíváit.
1971-ben megszűntek a járási tanácsok. A továbbiakban testület nélkül, a megye járási hivatalaként működtek. 1974. december 31-én egy országos kísérlet részeként megszűnt a Komárom Megyei Tanács V.B. Tatai Járási Hivatala. A járáshoz tartozó községeket, nagyközségeket Tata, Tatabánya és a Megyei Tanács V B. közvetlen irányítása alá helyezték. 1984. december 31-én országosan is megszűntették a járási hivatalokat. A tatai minta nyomán kialakult és 1988-ig működött a városkörnyékiség intézménye.
A megyei tanács nem sokkal a rendszerváltás előtt fogadta el az egyesített megye címerét és zászlaját. A megye ma is hivatalos címere a két egykori vármegyei címer egymás mellé helyezett címereit jeleníti meg.
A megyén belül felerősödtek a korábban erőltetve egyesített települések önállósodási törekvései. Napjainkra a települések száma 76 emelkedett. 1999 évben a Fejér megyéből kivált Szárliget csatlakozott Komárom-Esztergom megyéhez. Ennek ellenkező – de a lakosság által nem legitimált, így meg nem valósult – változata Dömös község Pest megyéhez való csatlakozási szándéka volt. Esztergom város kiemelkedő történelmi múltjára hivatkozva még a mai napig is igényt formál a megyei jogú városi rangra. (Némi gyógyírt jelentett az esztergomi polgárok számára, hogy még a rendszerváltást megelőzően a megye hivatalos elnevezésébe ismét bekerült az egykori megyeszékhely város neve is).
A rendszerváltást követően felerősödött az országhatárokon átívelő és a korábbi évszázadokban szerves etnikai, gazdasági, társadalmi és közigazgatási egységet alkotó térség egymásra találásának igénye. Ez az igény 1999. évben öltött jogilag szabályozott formát: Tatabánya székhellyel hivatalosan is megalakult a Komárom-Esztergom megyét és Pest megyét. valamint a szlovákiai Nyitra Kerületet (megyét) magában foglaló Vág – Duna-Ipoly Eurorégió, melyhez még ebben az évben csatlakozott Fejér és Veszprém megye is. E változások új horizontot nyitottak a határ két oldalán élő mintegy kétmillió nyolcszáznegyvenezer polgárt magában foglaló régió gazdasági és társadalmi fejlődésének.