先前，根據中國的已廢止的《都市計畫法》，在中國大陸，市轄區非農業戶籍人口或城鎮常住人口超過100萬的城市為特大城市（其中超過200萬的為超大城市），50—100萬為大城市，20—50萬為中等城市，10—20萬為小城市，不滿10萬的為城鎮。根據2010年第六次全國人口普查數據，截至2010年底，按市轄區城鎮常住人口計算，中國大陸有超大城市42座，其中2000萬以上1座，1000—2000萬3座，500—1000萬10座，200—500萬28座。但由於《都市計畫法》已經於2008年1月1日廢止，該標準也失去了法律依據。而同時實施的《城鄉規劃法》沒有設定城市規模的條文。
2014年以前，「超大城市」尚無國家定義。根據已於2014年以前的都市計畫，市轄區常住人口在100萬以上的城市為特大城市。根據媒體報道和日常口語習慣，一些常住人口遠超100萬的城市被形容為「超大城市」。2014年11月，中國國務院發布《關於調整城市規模劃分標準的通知》，將城區人口超過1000萬的城市定義為超大城市。
2016年開始，有數個城市在中共中央、國務院的文件中被提到為超大城市。2016年3月25日，《長江經濟帶發展規劃綱要》由中共中央政治局審議通過並於同年10月下發，提到上海，重慶，武漢為超大城市[3]。這是中共中央首次在文件中提到類似概念。
2017年9月，中共中央、國務院批覆《北京城市總體規劃（2016年－2035年）》，提到北京要「建立健全包括消防、防洪、防澇、防震等超大城市綜合防災體系」[4]。這是國務院批覆的首個超大城市的城市總體規劃。
2017年12月，國務院批覆《上海市城市總體規劃（2017—2035年）》，提到上海要「積極探索超大城市發展模式的轉型途徑」，以及「走出一條符合超大城市特點和規律的社會治理新路子」[5]。