Dưới thời Lý - Trần, Hoan Châu/Nghệ An, từ một miền biên viễn xa xôi, đã có đóng góp quan trọng vào công cuộc bảo vệ và mở mang bờ cõi đất nước. Giai đoạn này (khoảng 400 năm) cũng đánh dấu những phát triển hưng thịnh về kinh tế, văn hóa của Nghệ An lúc bấy giờ.
Thời Lý (1009- 1225), Lý Thái Tổ chia nước thành 24 lộ, phủ, huyện và cuối cùng là hương, giáp. Nghệ An, Thanh Hóa gọi là Trại. Năm Canh Tuất 1010, Hoan Châu và Diễn Châu được xưng là lộ. Năm 1025, Lý Thái Tổ lập trại Đinh Phiên gồm đất từ Nam giới đến Hoành Sơn. Theo một số tư liệu, năm Canh Ngọ (1030), Lý Thái Tổ đổi Hoan Châu thành châu Nghệ An. Năm Tân Tỵ (1101), Lý Nhân Tông lại nâng châu Nghệ An thành phủ Nghệ An. Lúc này Diễn Châu vẫn là một đơn vị hành chính độc lập với Nghệ An.