Учреждено на основании именного указа Павла I «О новом разделении государства на губернии» от 12 декабря 1796 г. и закона «Учреждения для управления губерний Всероссийской империи» от 7 ноября 1775 г. Входило в систему Министерства внутренних дел и подчинялось Сенату. Действовало как коллегиальное учреждение под управлением губернатора. Состояло из общего присутствия как совещательного органа при губернаторе и канцелярии. В присутствие входили губернатор и 2 советника.
По «Положению о порядке производства дел в губернских правлениях» от 3 июня 1837 года губернское правление разделялось на 4 отделения и состояло из губернатора и четырех начальников отделений, одним из которых являлся вице-губернатор, возглавлявший 1-е отделение, канцелярия делилась на 4 отделения, а отделения на столы. По закону «Учреждение губернских правлений» от 2 января 1845 года присутствие составляли губернатор, вице-губернатор, 3 советника и асессор, при канцелярии создана канцелярия присутствия как самостоятельное структурное подразделение, учреждены ревизионный и газетный столы .
В соответствии с «Временными правилами о преобразовании губернских учреждений ведомства Министерства внутренних дел» от 8 июня 1865 года состав присутствия был расширен за счет губернского инженера, губернского архитектора и губернского врачебного инспектора; номерные отделения канцелярии заменены именными: 1-3 распорядительными, учреждены отделения: строительное (открыто с 1 января 1865 г.) , врачебное, ветеринарное (выделилось из врачебного в 1897 г.) , тюремное (с 1 августа 1910 г. ). При врачебном и строительном отделениях имелись совещательные присутствия.
При губернском правлении функционировали типография, регистратура, архив и чиновник по счетной и экзекуторской части. При нем также состояли губернский землемер и чертежная с особыми и уездными землемерами. Основные функции губернского правления: общее административное управление губернии, обнародование законодательства и надзор за его исполнением; решение дел, не требующих суда; наложение ареста по приговорам судебных органов; рассмотрение жалоб на подчиненные учреждения и лица. В ведении губернского правления находились уездные и земские суды, дворянские опеки, городские полиции, городские думы, городовые магистраты и ратуши, врачебная управа и др. После упразднения должности губернатора с 1 марта 1917 года губернское правление возглавил комиссар Вологодского губернского временного комитета. Упразднено постановлением I Вологодского губернского съезда Советов рабочих и крестьянских депутатов «Об организации Советской власти в губернии» от 8 апреля 1918 года.
