고려 후기로 내려오면서 도(道)의 행정적 기능이 강화되어 고려 사회가 발전되는 과정에서 보다 효과적인 지방 통치가 요구되었다.
특히, 대몽항쟁, 왜구와의 싸움 등 군사 활동면에서 지역별로 할당해 대처할 필요성이 증대되자, 1388년( 창왕 즉위년) 8월 안찰사(按察使)의 품질(品秩)을 높이고 도관찰출척사로 이름을 고쳤다.
임기는 1년으로 왕의 교서와 부월(鈇鉞)을 주어 파견했으며, 모두 대간의 천거를 받아 임명하였다. 이 때 종래의 6도 안렴사제(按廉使制)가 교주도와 강릉도가 합해짐으로써 5도 도관찰출척사제로 되었다. 이들은 재추양부(宰樞兩府)의 대신 중에서 임명되었다.
따라서, 이들의 권한은 매우 강화되어 대소의 군민관을 상벌하고, 특히 수령 · 장수들도 처벌할 수 있었다. 이것은 지방행정제의 큰 변천을 의미하는 것이었다. 한편, 당시 양전사업(量田事業)에 즈음해 제도의 개편이 단행되었다는 사실은 중요한 의미가 있다.
곧 어떠한 세가의 소유지에 대해서도 무차별한 양전을 실행하고, 모든 사전에 대해서도 개혁을 단행하기 위한 대권의 수여와 직접 관련된 제도의 개편이었다. 이 때 각 도에 파견된 자들은 모두 개혁파에 동조한 자이거나 반대하지 않은 사람들이었다.
이들의 지위가 높아짐에 따라 다른 사행(使行)의 임무는 모두 혁파되었다. 1389년( 공양왕 1) 경관을 구전(口傳)으로 임명하던 것을 개혁하고 별도로 임명해 그 임무를 전담하게 함으로써 전임의 관찰사가 처음으로 제도화되었다.
그리고 1390년 도관찰출척사 밑에 사무 기관으로 경력사(經歷司)를 설치해 보좌하도록 했으며, 양계 지방에까지 파견하였다. 이리하여 전국 각 도에 이들을 파견해 전국에 중간적 행정 기구가 일원화됨으로써 고려 지방행정 제도의 커다란 발전을 가져오게 되었다.
그러나 1392년에 혁파되어 다시 안렴사가 되었다. 조선 건국 직후인 1393년( 태조 2) 다시 양광도 · 경상도 · 전라도 · 서해도 · 교주강릉도 · 경기좌도 · 경기우도의 7도 안렴사가 혁파되고 관찰출척사가 설치되었다.
1401년( 태종 1) 1월 다시 안렴사가 되었다가 같은 해 11월 관찰사로 정비되었다. 이러한 조치는 지방행정 단위로서의 도의 위치가 굳어짐을 말하며, 군사적인 면에서 국방력의 지방별 확산이라는 사실을 뒷받침해준다는 점에서 매우 중요시된다.
그 뒤 1417년 평안도 · 함길도의 도순문사(都巡問使)가 도관찰출척사로 개칭되었으며, 1466년(세조 12) 1월 관제를 개혁할 때 관찰사로 이름을 바꾸었다. 이들의 임무도 도내의 수령을 출척하고 한 도(道)를 전제하던 관찰사로 이어지게 되었다.