El 30 de diciembre de 1927, la dictadura de Carlos Ibáñez del Campo dictó los decretos con fuerza de ley N.° 8.582 y 8.583, que establecieron una nueva división político-administrativa del país. La reforma suprimió y fusionó provincias, departamentos y comunas con el propósito declarado de reorganizar el territorio atendiendo las características regionales y formar unidades más vastas que permitieran una mejor administración. Según el propio Ibáñez, la exagerada subdivisión existente ocasionaba retrasos en la acción gubernativa, mal aprovechamiento de los fondos fiscales y dificultades en la fiscalización. En una carta dirigida a intendentes y gobernadores, el mandatario quiso llevar tranquilidad: “Las ciudades que dejan de ser cabeceras de departamento o de provincia no obtendrán ningún perjuicio porque, como hemos visto, sus servicios municipales se mejorarán; los de Carabineros tenderán más bien a perfeccionarse que a disminuir; la instrucción pública recibirá también un gran impulso”.
En virtud de aquella reforma, la provincia de Colchagua fue fusionada con la de O’Higgins, formando una nueva y extensa provincia de Colchagua con capital en Rancagua. La flamante jurisdicción quedó integrada por los departamentos de Rancagua, Cachapoal, Caupolicán, San Fernando y Santa Cruz —este último segregado de la provincia de Curicó—. Todos los departamentos sufrieron modificaciones: el de Cachapoal absorbió las antiguas comunas del suprimido departamento de San Vicente y algunas subdelegaciones de Melipilla, como Alhué; San Fernando perdió toda su zona costera, que pasó al departamento de Santa Cruz, el cual además recibió parte del desaparecido departamento de Vichuquén. A contar del 1 de febrero de 1928, la nueva provincia de Colchagua exhibía una geografía considerablemente distinta a la que habían conocido sus habitantes durante las últimas seis décadas.
La ciudad de Rancagua, hasta entonces capital del departamento homónimo dependiente de la provincia de Santiago, y solo desde 1883 cabecera de la provincia de O’Higgins, se convertía ahora en el centro administrativo de toda la región. Su vocación minera y su ubicación septentrional la mantenían alejada, cultural y geográficamente, de los pueblos del antiguo Colchagua. El periódico La Semana de Rancagua celebró la unión afirmando que las dos provincias quedaban convertidas “en una extensa y rica región, capaz de bastarse a sí misma y de que sus habitantes lleven una vida social más amplia y más grata”. Sin embargo, la recepción fue muy distinta entre los colchagüinos, que vieron en la medida una postergación de sus intereses locales.
El diario sanfernandino La Palabra expresó en enero de 1928 la resignada desazón de la antigua capital: “Ya sabemos que la ciudad cabecera de la provincia de Colchagua será Rancagua; que la antigua ciudad de San Fernando, mal que nos pese, pasará a simple departamento de la misma; que debido a eso, probablemente se suprimirá uno de los juzgados y una de las notarías”. Mucho más incisivo fue el periodista Augusto Ramírez Olivares, quien denunció sin rodeos el sinsentido de la nueva demarcación: “Vino la división territorial y se llevó la capital de Colchagua a Rancagua, ciudad sin edificios fiscales que algo valgan para oficinas públicas, situada en el extremo norte de la actual provincia y excesivamente alejada de los demás departamentos y comunas del territorio provincial”. A su juicio, San Fernando quedaba condenada a ser “solamente para asilo de neurasténicos y sepultura de viejos recuerdos”.
El experimento, que se extendió por seis años, no resistió el paso del tiempo ni el descontento de los colchagüinos. En 1934, apenas iniciado el segundo gobierno de Arturo Alessandri, la ley N.° 5.376 del 23 de enero restableció la provincia de O’Higgins, devolviendo a Colchagua sus límites anteriores y a San Fernando su rango de capital provincial. La provincia recuperaba así su fisonomía tradicional, que mantendría hasta la profunda reforma administrativa de la regionalización en 1976.