光绪十三年（西元1887年）八月奉准正式建立台湾省，当时新任台湾巡抚刘铭传会同闽浙总督杨昌浚合奏的《台湾郡县添改撤裁折》疏曰：

　　窃臣等于光绪十二年六月十三日，会奏台湾改设事宜折内，声明彰化等县地舆太广，亟需分治设官，奉旨：“该部议奏，钦此”。旋准部咨，议会酌度情形奏明办理等因。伏查台湾疆域，南北相距七百余里……；如彰化、嘉义、凤山、新竹、淡水等县，纵横多至二、三百里，鞭长莫及，治化何由？且防务为治台要领，辖境太广，则耳目难周，控制太宽，则声气多阻……嘉义之东，彰化之南，自浊水溪始，石圭溪止，截长补短，方长约百余里，拟添设一县曰云林县……。

　　光绪十三年（1887年）九月初八日诏曰可，于是云林县成为新建台湾省所辖四县之一，县治先设于林圯埔（今南投县竹山镇），后又迁至斗六门（今斗六市）。日据不久取消云林县，战后复设迄今，范围为台南州斗六、虎尾及北港等郡。县治当初则为斗六与虎尾两镇相争，最后由斗六胜出，但地方法院设于虎尾。1981年12月25日，斗六镇升格县辖市。

　　然而，今日云林县范围与清代已有相当不同，例如昔日县治林圯埔（竹山）不属于今云林县辖内。又事实上，“云林”一名系取自竹山境内地名。