당나라에서는 안사(安史)의 난 이후 군사적인 절도사체제의 지방제도를 실시하였다. 983년(성종 2) 12목(牧)체제의 지방통치방식을 실시하고 있었던 고려가 995년 지방세력의 통제강화와 국방력의 강화를 위해 이 제도를 받아들였다.
이에 따라 절도사를 두고, 이보다 작은 주에는 도단련사·단련사·자사(刺使)·방어사(防禦使)를 설치해 군사적인 절도사제도를 실시하게 되었다. 도단련사는 이러한 배경에서 설치되었다.
도단련사가 설치된 지역은 관내도(關內道)에 수주(水州 : 지금의 경기도 수원), 하남도(河南道)에 운주(運州 : 지금의 충청남도 홍성)·환주(懽州 : 지금의 충청남도 천안), 영남도(嶺南道)에 대주(岱州 : 지금의 경상북도 성주)·강주(剛州 : 지금의 경상북도 영주), 산남도(山南道)에 허주(許州 : 지금의 경상남도 함양), 해양도(海陽道)에 담주(潭州 : 지금의 전라남도 담양) 등의 7주이다.
그 중 운주와 환주가 태조 때 중앙군이 배치되었던 군사적 요지였다는 것을 감안할 때, 도단련사는 군사적 성격이 강했다고 할 수 있다. 이것으로 보아, 995년에 설치된 지방제도는 군사적 색채가 농후했음을 알 수 있다. 995년 지방제도가 군사적 색채를 띠게 된 것을 거란의 침입에 대비한 것이었다.
도단련사는 1005년(목종 8) 절도사만 남기고 관찰사·단련사·자사 등을 모두 혁파할 때 함께 혁파되었다. 그 뒤, 1012년(현종 3) 12주 절도사가 폐지된 뒤부터 1018년에 이르기까지 도단련사가 설치된 지역 중 강주가 안동부, 담주가 나주목의 속읍이 된 것을 제외하고 나머지 5주는 모두 지주부사(知州府事)가 되었다.
이것은 군사적인 절도사체제가 붕괴되고 민사적인 목·지주군사(知州郡事)·현령체제로 개편되어가는 과정의 일면을 보여주는 것이다.