元世祖至元十三年正月初一(1276年1月18日),长沙入元版图,设安抚司。十四年设潭州行省,十八年二月初九(1281年2月28日)迁潭州行省于鄂州,称湖广等处行中书省,徙湖南道宣慰司治潭州路。天历二年三月初九(1329年4月8日),文宗以“潜邸所幸”,改潭州路为天临路,辖长沙、善化、衡山、宁乡、安化5县,醴陵、浏阳、攸、湘乡、湘潭、益阳、湘阴7州,长沙、善化两县依郭。元顺帝至正二十四年(吴王朱元璋甲辰年九月二十四日)(1364年10月19日)徐达领兵至潭州,改天临路为潭州府。
洪武五年六月,潭州府更名长沙府,辖长沙、善化(洪武十年省入长沙,十三年五月复置)、湘阴、湘潭、浏阳(洪武二年降为县)、醴陵、宁乡、益阳、湘乡、攸、安化11县及茶陵州,府城依旧设于长沙、善化两县,上隶湖广布政使司。