1954年8月，中央作出了关于撤销大区及合并若干省的决定。热河省委根据中央决定，经过研究，呈请中央撤销热河省建制。主要原因是，全国进入有计划的国民经济建设时期以后，热河省出现了行政区划与经济区划不相适应的矛盾，在物资交流上经常受到行政区划的限制，使经济发展受到阻碍。经中央和国务院反复研究，于1955年7月18日正式批准。7月30日，全国人大一届二次会议公布撤销热河省建制。热河省人民代表大会宣布于1955年12月31日正式结束工作。至此，热河省正式撤销。
原热河省所辖地区一分为三，分别划归相邻的辽宁省、内蒙古自治区和河北省。其中承德、围场、隆化、丰宁、滦平、平泉、青龙、兴隆8县和承德市划归河北省；朝阳，北票、建平、建昌、凌源5县和喀喇沁左旗划归辽宁省；宁城、赤峰、乌丹3县和敖旗、喀喇沁旗、翁牛特旗划归内蒙古自治区。