Đơn vị hành chính đô thị Thừa Thiên Huế sẽ có sự thay đổi theo từng giai đoạn phát triển. Cụ thể từ nay đến năm 2025, Thừa Thiên Huế có 9 đơn vị hành chính cấp huyện gồm 02 quận (trong đó thành phố Huế hiện hữu chia thành quận phía Bắc sông Hương và quận phía Nam sông Hương), 03 thị xã (thị xã Hương Thủy hiện hữu, thị xã Hương Trà hiện hữu và thị xã Phong Điền thành lập mới) và 04 huyện (Phú Vang, Quảng Điền, A Lưới và dự kiến sáp nhập huyện Phú Lộc với huyện Nam Đông).
Từ sau năm 2025 đến năm 2030, các đơn vị hành chính cấp huyện gồm 3 quận (quận phía Bắc sông Hương, quận phía Nam sông Hương, quận Hương Thủy), 02 thị xã (Hương Trà, Phong Điền) và các huyện (Phú Vang, Quảng Điền, A Lưới, huyện Phú Lộc - Nam Đông).
Từ sau năm 2030 đến năm 2065, Thừa Thiên Huế sẽ ổn định và nâng cao chất lượng đô thị với mô hình khu vực đô thị trung tâm với 4 quận (quận phía Bắc sông Hương, quận phía Nam sông Hương, quận Hương Thủy, quận Hương Trà); 1 thành phố Chân Mây và các thị xã và các huyện.
Với sự thay đổi đơn vị hành chính, Thừa Thiên Huế có định hướng phát triển không gian khu vực đô thị phù hợp. Cụ thể, về khu vực đô thị trung tâm gồm khu vực 04 quận được phát triển mở rộng trên nền tảng thành phố Huế (khớp nối đồng bộ khu đô thị mới An Vân Dương) và thị xã Hương Thuỷ, thị xã Hương Trà hiện hữu. Đất xây dựng đô thị đến năm 2045 khoảng 21.500 ha; quy mô dân số đến năm 2045 khoảng 1.010 nghìn người.
Khu đô thị trung tâm định hướng phát triển, mở rộng không gian chủ yếu về phía biển, trục cảnh quan chính là sông Hương. Tổ chức không gian theo mô hình đa trung tâm với trung tâm di sản, văn hóa là Kinh thành Huế; trung tâm hành chính, chính trị toàn đô thị, khoa học công nghệ tại khu vực An Vân Dương; Trung tâm dịch vụ, du lịch, thương mại, tài chính, y tế, giáo dục tại khu vực phía Nam sông Hương; Trung tâm phát triển công nghiệp, vận tải, logistics tại Hương Thủy và Hương Trà.
Bên cạnh đó, Thừa Thiên Huế sẽ đầu tư xây dựng đô thị Chân Mây (gồm Khu kinh tế Chân Mây - Lăng Cô và phần mở rộng về phía Bắc thuộc huyện Phú Lộc hiện hữu) để hỗ trợ khu vực đô thị trung tâm. Đây là đô thị cửa ngõ phía Nam kết nối với thành phố Đà Nẵng và các tỉnh duyên hải Trung Bộ, một trong những trung tâm giao thương quốc tế của các nước thuộc hành lang kinh tế Đông - Tây. Định hướng phát triển đô thị đến năm 2030, đô thị Chân Mây đạt tiêu chí đô thị loại III và trở thành thành phố trong giai đoạn 2030 - 2045.