พระเจ้าบรมวงศ์เธอกรมหลวงสรรพสิทธิประสงค์ เมื่อครั้งเป็นกรมหมื่นสรรพสิทธิประสงค์ ได้เสด็จมาประทับที่เมืองอุบลราชธานี เพื่อทรงดำรงตำแหน่งข้าหลวงต่างพระองค์สำเร็จราชการ หัวเมืองลาวกาวสืบต่อจากกรมหลวงพิชิตปรีชากร ประทับอยู่นานเกือบ ๑๗ ปี ระยะที่ทรงดำรงตำแหน่งข้าหลวงใหญ่สำเร็จราชการหัวเมืองลาวกาวนั้น ได้ทรงทำนุบำรุงบ้านเมืองโดยเฉพาะในบริเวณเมืองอุบลราชธานี ให้เจริญก้าวหน้าในหลาย ๆ ด้าน ทั้งในด้านการปกครอง การศึกษา การทหาร การคมนาคม ฯลฯ ประกอบกับในช่วงเวลาดังกล่าว พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้ทรงดำเนินการปรับปรุงบ้านเมืองเป็นการใหญ่จนเรียกได้ว่า เป็นการปฏิวัติ ดังที่ได้กล่าวไว้แล้ว

ในส่วนที่เกี่ยวกับการปรับปรุงการปกครองในบริเวณเมืองอุบลราชธานีนั้น เมื่อพระเจ้าบรมวงศ์เธอกรมหลวงสรรพสิทธิประสงค์เสด็จประทับที่เมืองอุบลราชธานีแล้วไม่นาน พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวก็โปรดเกล้าฯ ให้รวมหัวเมืองชั้นในบางส่วนเข้าเป็นมณฑลเทศาภิบาล แต่การดำเนินการดังกล่าวในระยะแรก ก็ไม่มีผลกระทบถึงเมืองอุบลราชธานีมากนักจนกระทั่ง พ.ศ. ๒๔๔๐ เพื่อที่จะให้การปกครองในส่วนภูมิภาคเป็นไปในลักษณะเดียวกัน เพื่อความเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันของชาติบ้านเมือง และเพื่อประโยชน์สุขแก่ไพร่บ้านพลเมืองอย่างเต็มที่ พระบาทสมเด็จพระ-จุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว จึงทรงมีพระราชโองการ ให้ประกาศใช้ “พระราชบัญญัติ ลักษณะปกครองท้องที่ ร.ศ. ๑๑๖” ซึ่งนับเป็นพระราชบัญญัติที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างใหญ่หลวงเกี่ยวกับการจัดการปกครอง และการบริหารราชการในส่วนภูมิภาค นับเป็นการสร้างลักษณะความเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันของรูปแบบการปกครอง ทั้งพระราชอาณาจักร เพราะถึงแม้ว่าใน พ.ศ. ๒๔๓๕ จะได้มีการแบ่งแยกการบริหารราชการแผ่นดินออกเป็น ๑๒ กระทรวง และให้กระทรวงมหาดไทยรับผิดชอบในการจัดการปกครองส่วนภูมิภาคทั้งหมด หรือใน พ.ศ. ๒๔๓๗ จะได้กำหนดให้รวมหัวเมืองชั้นในบางส่วนเป็นมณฑลเทศาภิบาลก็ตาม แต่ในทางปฏิบัติก็หาได้มีผลกระทบต่อหัวเมืองในส่วนภูมิภาคทุกเมือง หรือแม้แต่เมืองอุบลราชธานีอย่างเต็มที่ไม่ แต่การประกาศใช้พระราชบัญญัติลักษณะปกครองท้องที่ ร.ศ. ๑๑๖ ได้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทั่วพระราชอาณาจักร เพราะในพระราชบัญญัติได้กำหนดให้ชุมชนที่รวมกันอยู่เกิน ๑๐ หลังคาเรือน หรือมีราษฎรไม่ต่ำกว่า ๑๐๐ คน รวมกันเข้าเป็นหมู่บ้าน และให้เลือกบุคคลที่เหมาะสมขึ้นเป็นผู้ใหญ่บ้านปกครองดูแลลูกบ้านของตน หลาย ๆ หมู่บ้านหรือราว ๑๐ หมู่บ้านขึ้นไป รวมกันเป็นตำบล มีกำนันเป็นผู้ปกครองดูแลรับผิดชอบ หลายตำบลหรือท้องที่ที่มีพลเมืองมากเกิน ๑๐,๐๐๐ คน ขึ้นไป รวมกันเป็นอำเภอ มีนายอำเภอเป็นผู้ปกครองดูแลรับผิดชอบ หลาย ๆ อำเภอรวมกันเข้าเป็นเมืองมีผู้ว่าราชการเมืองเป็นผู้ปกครองดูแลรับผิดชอบ หลายเมืองรวมกันเป็นมณฑลมีข้าหลวงเทศาภิบาล (ในมณฑลอีสานและอุดรเป็นตำแหน่งข้าหลวงต่างพระองค์) เป็นผู้บังคับบัญชาดูแลรับผิดชอบ

จากบทบัญญัติที่กำหนดไว้ในพระราชบัญญัติลักษณะปกครองท้องที่ ร.ศ. ๑๑๖ เป็นผลให้ตำแหน่งผู้ปกครองเมืองต่าง ๆ ทั้งในเมืองอุบลราชธานีและเมืองใกล้เคียงที่มีอยู่เดิมต้องเปลี่ยนแปลงให้สอดคล้องและเป็นไปตามพระราชบัญญัติปกครองท้องที่ ร.ศ. ๑๑๖ ตำแหน่งอาญาสี่อันเป็นคณะผู้-ปกครองสูงสุดในแต่ละเมืองตลอดจนตำแหน่งผู้ปกครองในระดับท้องถิ่น เช่น ตำแหน่งท้าวฝ่าย ตาแสง จ่าบ้านหรือนายบ้าน ที่มีอยู่เดิมก็จำเป็นต้องยกเลิกไปหมด

การปรับปรุงตำแหน่งผู้ปกครองที่สำคัญ ๆ ในบริเวณเมืองอุบลราชธานีเพื่อให้เป็นไปตามบทบัญญัติที่กำหนดไว้ในพระราชบัญญัติลักษณะปกครองท้องที่ ร.ศ. ๑๑๖ ดูเหมือนว่าไม่ค่อยจะมีปัญหาและอุปสรรคมากนัก เพราะตำแหน่งเจ้าเมือง อุปฮาด ราชวงศ์และราชบุตรที่มีอยู่เดิมนั้น สามารถปรับเข้ากับตำแหน่งใหม่อันได้แก่ ผู้ว่าราชการเมือง ปลัดเมือง ยกกระบัตรเมือง และผู้ช่วยผู้ว่าราชการเมืองได้พอดี แต่ถ้าหากพิจารณาโดยถ่องแท้แล้ว ก็จะเห็นได้ว่า การดำเนินการดังกล่าวประสบปัญหาและอุปสรรคมากพอสมควร เพราะในบริเวณเมืองอุบลราชธานี มีเมืองเล็กที่ขึ้นกับเมืองใหญ่หลายเมือง เป็นต้นว่า เมืองเสนางคนิคม เมืองพิบูลมังสาหาร เมืองตระการพืชผล เมืองมหาชนะไชย เมืองชาณุมารมณฑล เมืองพนานิคม เมืองเกษมสีมา ขึ้นกับเมืองอุบลราชธานี เมืองโขงเจียม เมืองคำ-เขื่อนแก้ว เมืองอำนาจเจริญขึ้นกับเมืองเขมราฐ ส่วนเมืองบุณฑริก เมืองวารินชำราบ เมืองโดมประดิษฐ์ขึ้นกับเมืองนครจำปาศักดิ์ ฯลฯ

การปรับปรุงตำแหน่งทางการปกครองในเมืองใหญ่ ๆ ที่เคยขึ้นตรงต่อกรุงเทพฯ เช่น เมืองอุบลราชธานี เมืองเขมราฐ เมืองยโสธร และเมืองเดชอุดมนั้น ไม่ค่อยประสบปัญหานักเพราะตำแหน่งผู้ปกครองเมืองทั้ง ๔ คือ คณะอาญาสี่นั้น สามารถปรับเข้ากับตำแหน่งที่กำหนดขึ้นใหม่ได้ แต่ปัญหาการปรับปรุงตำแหน่งให้เป็นไปตามที่กำหนดไว้ในพระราชบัญญัติลักษณะปกครองท้องที่ ร.ศ. ๑๑๖ จะเกิดขึ้นในเมืองเล็ก ๆ ที่เคยขึ้นกับเมืองใหญ่ดังกล่าวเพราะเมืองเล็ก ๆ เหล่านั้นก็มีคณะอาญาสี่ อันได้แก่ เจ้าเมือง อุปฮาด ราชวงศ์ และราชบุตร ทำหน้าที่ปกครองเช่นกัน เมื่อลดฐานะเมืองต่าง ๆ เหล่านี้ ลงเป็นอำเภอและลดฐานะเจ้าเมืองลงเป็นเพียงนายอำเภอ จึงก่อให้เกิดปัญหาและอุปสรรคในเชิงปฏิบัติอยู่มาก

ในระหว่างที่พระเจ้าบรมวงศ์เธอกรมหลวงสรรพสิทธิประสงค์ ทรงดำเนินการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงการปกครองในบริเวณเมืองอุบลราชธานี และหัวเมืองลาวกาวอยู่โดยทั่วไปนี้เอง พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ก็โปรดเกล้าฯ ให้เปลี่ยนชื่อเรียกมณฑลใหม่ จากมณฑลลาวกาวเป็นมณฑลตะวันออกเฉียงเหนือใน พ.ศ. ๒๔๔๒ และเปลี่ยนชื่ออีกครั้งหนึ่งใน พ.ศ. ๒๔๔๓ เป็นมณฑลอีสาน

ใน พ.ศ. ๒๔๔๓ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงมีพระราชดำริว่าเมืองที่ได้จัดแบ่งไว้ในท้องที่มณฑลต่าง ๆ มีมากเกินความจำเป็น และไม่สะดวกต่อการจัดการปกครอง จึงโปรดเกล้าฯ ให้รวมเมืองในท้องที่มณฑลต่าง ๆ เข้าเป็นบริเวณตามความจำเป็นและเหมาะสม ดังนั้นมณฑลอีสานจึงแบ่งออกเป็น ๕ บริเวณคือ บริเวณอุบลราชธานี บริเวณขุขันธ์ บริเวณสุรินทร์ บริเวณ-นครจำปาศักดิ์ และบริเวณร้อยเอ็ด

การดำเนินการปรับปรุงการปกครอง ในช่วงระยะเวลาดังกล่าว ไม่ใช่สิ่งที่ทำได้ง่ายนักเพราะการรวมเมืองสำคัญ ๆ ที่เคยขึ้นตรงต่อกรุงเทพฯ ให้เข้าเป็นบริเวณเดียวกัน แม้จะไม่ประสบปัญหามากนัก แต่การยุบเมืองเล็ก ๆ ลงเป็นอำเภอ แล้วลดฐานะเจ้าเมืองให้เป็นนายอำเภอคงไม่ใช่สิ่งที่จะทำได้โดยง่าย อย่างไรก็ดี ปรากฏว่าใน พ.ศ. ๒๔๔๕ การดำเนินการรวมเมืองเข้าเป็นบริเวณและการยุบเมืองเล็ก ๆ ลงเป็นอำเภอมีนายอำเภอเป็นผู้ปกครองก็เป็นไปด้วยความเรียบร้อย และบริเวณอุบลราชธานี ก็มีอยู่ ๓ เมือง ๑๙ อำเภอ คือ เมืองอุบลราชธานี ๑๑ อำเภอ เมืองเขมราฐ ๖ อำเภอ และเมืองยโสธร ๒ อำเภอ

จากทำเนียบหัวเมือง ร.ศ. ๑๒๑ (พ.ศ. ๒๔๔๕) ได้แสดงรายละเอียดเกี่ยวกับรายชื่อเมือง อำเภอ ตลอดจนชื่อนายอำเภอ ดังนี้

มณฑลอีสานตั้งกองบัญชาการที่เมืองอุบลราชธานี

ข้าหลวงต่างพระองค์ พระเจ้าบรมวงศ์เธอกรมขุนสรรพสิทธิประสงค์

ปลัดมณฑล -

ยกกระบัตรมณฑล -

ข้าหลวงมหาดไทยมณฑล หม่อมอมรวงศ์วิจิตร (ม.ร.ว. ปฐม คเนจร)

เมืองอุบลราชธานีบริเวณอุบลราชธานี

ผู้ว่าราชการเมือง -

ปลัดเมือง พระอุบลเดชประชารักษ์ (เสือ) แทน

ยกกระบัตรเมือง พระอุบลศักดิ์ประชาบาล (กุคำ) แทน

ผู้ช่วยราชการสรรพากร -

ข้าหลวงคลัง ขุนบริบาลนิคมเขตร (ลำใย)

ผู้บังคับการตำรวจภูธร -

ผู้พิพากษา ขุนราญอริพล (สอน)

นายอำเภอบุพุปลนิคม พระวัณโกเมศ (เจียง) แทน

นายอำเภอทักษิณูปลนิคม พระอุบลการประชานิตย์ (บุญชู) แทน

นายอำเภอปจิมูปลนิคม พระนิโลศบลพยุรักษ์ (ทุย) แทน

นายอำเภออุตรูปลนิคม ท้าวอักษรสุวรรณ (หนู) แทน

นายอำเภอพิบูลมังษาหาร ราชบุตร (ผู) แทน

นายอำเภอตระการพืชผล ท้าวสุริยะ (มั่น) แทน

นายอำเภอมหาชนะไชย ท้าวสุริยวงษ์ (บุญเรือง) แทน

นายอำเภอเกษมสีมา อุปฮาด (ค้ำ) แทน

นายอำเภอพนานิคม ท้าวกรมช้าง (ทองจัน) แทน

นายอำเภอเสนางคนิคม ขุนสากลยุทธกิจ (อ่ำ)

นายอำเภอชานุมารมณฑล พระประจญจตุรงค์ (คำเคน)

เมืองเขมราฐบริเวณอุบลราชธานี

ผู้ว่าราชการเมือง พระเขมรัฐเดชชนารักษ์ (คำบุ)

ปลัดเมือง พระเขมรัฐศักดิชนาบาล (หล้า)

ยกกระบัตรเมือง พระเขมรัฐกิจบริหาร (ห้อ)

นายอำเภออุไทยเขมราฐ ท้าวสิทธิกุมาร แทน

นายอำเภอประจิมเขมราฐ ท้าวมหามนตรี แทน

นายอำเภออำนาจเจริญ หลวงธรรมโลภาศพัฒนเดช (ทอง) แทน

นายอำเภอคำเขื่อนแก้ว ท้าวจานจำปา (แทน)

นายอำเภอโขงเจียม ท้าวสน แทน

นายอำเภอวารินชำราบ ราชวงศ์ (บุญ)

เมืองยโสธรบริเวณอุบลราชธานี

ผู้ว่าราชการเมือง อุปฮาด (แก)

ปลัดเมือง หลวงศรีวรราช (แข้)

ยกกระบัตรเมือง หลวงยศไกรเกรียงเดช (ทองดี)

นายอำเภออุไทยยโสธร หลวงยศเยศรรามฤทธ (ตา)

นายอำเภอประจิมยโสธร หลวงยศเขตรวิมลคุณ (ฉิม)

ส่วนเมืองเดชอุดมในปี พ.ศ. ๒๔๔๕ มีฐานะเป็นเมืองอยู่ในบริเวณขุขันธ์ มีผู้ว่าราชการเมืองและนายอำเภอ ดังนี้

เมืองเดชอุดมบริเวณขุขันธ์

ผู้ว่าราชการเมือง หลวงภักดีภูเบศร์ (ภู)

ปลัดเมือง หลวงวิเศษสงคราม (ทองปัญญา)

นายอำเภอกลาง ท้าวสิง (แทน)

นายอำเภอตะวันออก สัสดี (จานซิน)

นายอำเภอตะวันตก ท้าวไชยกุมาร (แทน)

นอกจากนี้แล้ว ในปี พ.ศ. ๒๔๔๕ เมืองบัวและเมืองโดมประดิษฐ์ก็มีฐานะเป็นอำเภอที่ขึ้นกับเมืองนครจำปาศักดิ์ และมีที่น่าสังเกตอีกประการหนึ่งว่า เมืองใหญ่ที่เคยขึ้นตรงต่อกรุงเทพฯ เช่น อุบลราชธานี เขมราฐ ยโสธรและเดชอุดมก็จะมีการแบ่งเขตการปกครองภายในเป็นหลายอำเภอด้วย ทั้งนี้คงเพราะเป็นเมืองใหญ่มีอาณาเขตกว้างขวางและมีประชากรหนาแน่นนั่นเอง

แม้ว่าจะทรงดำเนินการปรับปรุงการปกครองในบริเวณเมืองอุบลราชธานีใน พ.ศ. ๒๔๔๕ แล้ว พระเจ้าบรมวงศ์เธอกรมหลวงสรรพสิทธิประสงค์ ก็ยังทรงมีพระประสงค์ที่จะปรับปรุงการปกครองในบริเวณเมืองอุบลราชธานีให้เจริญก้าวหน้ายิ่งขึ้นอยู่ตลอดเวลา และหลังจากที่ได้ปรับปรุง และเปลี่ยนแปลงการปกครองในมณฑลอีสานให้เป็นลักษณะเทศาภิบาลอย่างแท้จริงได้ในปี พ.ศ. ๒๔๕๑ แล้ว พระองค์ก็ได้ดำเนินการปรับปรุงและเปลี่ยนแปลงการปกครองภายในบริเวณเมืองอุบลราชธานีให้เป็นที่เรียบร้อยและเหมาะสมอีกครั้งในปี พ.ศ. ๒๔๕๒ (คงราว ตุลาคม-มีนาคม อันเป็นครึ่งหลังของปีในช่วงเวลานั้น) โดยมีการยุบและรวมบางอำเภอให้เหมาะสมยิ่งขึ้น ดังนี้

๑) รวมอำเภออุตรูปลนิคมและอำเภอเกษมสีมาเข้าด้วยกันเรียกชื่อใหม่ว่า อำเภออุดรอุบล

๒) ยุบอำเภอตระการพืชผลไปรวมกับอำเภอพนานิคมเรียกชื่อว่า อำเภอพนานิคม

๓) รวมอำเภออุไทยยโสธรกับอำเภอปจิมยโสธรเข้าด้วยกันเรียกชื่อว่า อำเภอปจิมยโสธร

๔) ยุบเมืองเขมราฐลงเป็นอำเภอเขมราฐแล้วให้ขึ้นกับเมืองยโสธร และพร้อมกันนั้นก็ให้ยุบอำเภอประจิมเขมราฐไปรวมกับอำเภออุไทยเขมราฐ เรียกชื่อว่า อำเภออุไทยเขมราฐ

๕) เปลี่ยนนามอำเภอคำเขื่อนแก้วที่ขึ้นกับเมืองเขมราฐมาเป็นอำเภออุไทยยโสธรแล้วให้ขึ้นกับเมืองยโสธร

การปรับปรุงและเปลี่ยนแปลงการปกครองภายในบริเวณเมืองอุบลราชธานีครั้งนี้ เป็นผลให้จำนวนอำเภอที่เคยมีอยู่ในบริเวณอุบลราชธานีในปี พ.ศ. ๒๔๔๕ จำนวน ๑๙ อำเภอ (ใน ๓ เมือง คือ อุบลราชธานี เขมราฐและยโสธร) เหลือเพียง ๑๕ อำเภอ (ในสองเมืองคืออุบลราชธานีและยโสธร) ดังปรากฏรายชื่อ เมืองและอำเภอ ตลอดจนผู้ดำรงตำแหน่งผู้ว่าราชการเมืองและนายอำเภอต่าง ๆ ในบริเวณเมืองอุบลราชธานี (ในช่วงนี้เอกสารบางแห่งเรียกว่าจังหวัดอุบลราชธานีแล้ว) ในช่วงปลายปี พ.ศ. ๒๔๕๒ (ตุลาคม-มีนาคม) ดังนี้

มณฑลอิสาณ

ตั้งศาลารัฐบาลที่เมืองอุบลราชธานี

ข้าหลวงต่างพระองค์ พระเจ้าน้องยาเธอ กรมขุนสรรพสิทธิประสงค์

ข้าหลวงมหาดไทย หลวงอภัยพิพิธ

จังหวัดอุบลราชธานี

ปลัดมณฑลประจำจังหวัด พระภิรมย์ราชา (พร้อม)

ปลัดเมือง (คงเป็นปลัดจังหวัด-ผู้เขียน) หม่อมเจ้าถูกถวิล

เมืองอุบลราชธานีจังหวัดอุบลราชธานี

ปลัดเมือง พระอุบลเดชประชารักษ์ (เสือ)

ยกกระบัตรเมือง พระอุบลศักดิ์ประชาบาล (กุคำ)

นายอำเภอบูรพาอุบล เพียซามาตย์ (แท่ง)

นายอำเภอปจิมอุบล หลวงพิพัฒน์พงษ์พิณฑุปลัดภ์ (โหง่นคำ)

นายอำเภอทักษิณอุบล ท้าวธรรมกิติกา (เบีย)

นายอำเภออุดรอุบล ท้าวอักษรสุวรรณ (หนู)

นายอำเภอพิบูลมังษาหาร ท้าวสิทธิกุมาร (เทศ)

นายอำเภอเสนางคนิคม พระเขมรัฐกิจบริหาร (บ่อ)

นายอำเภอพนานิคม ท้าวอุปชิด (กิ่ง)

นายอำเภอชาณุมารมณฑล ราชวงศ์ (บุศย์)

นายอำเภอมหาชนะไชย หลวงวัฒนวงษ์ โทนุบล (โทน)