افزایش شدید جمعیت شهری در جهان به‌ویژه در کشورهای درحال‌توسعه در طی دهه‌های اخیر باعث به وجود آمدن پدیده نخست شهری در آن‌ها شده است. کشور ایران نیز به‌عنوان یکی از کشورهای درحال‌توسعه، در طی دهه‌های اخیر به‌ویژه از سال 1345 به بعد از روند متعادل خود خارج و افزایش شدید جمعیت شهری در آن مشاهده می‌شود. این مقاله، به تحلیل و مقایسه توزیع اندازۀ شهرها در نظام شهری استان همدان طی سال‌های 1365 تا 1390 می‌پردازد. پژوهش حاضر از نوع نظری – کاربردی و از لحاظ روش مطالعه توصیفی – تحلیلی است. برای جمع‌آوری اطلاعات، ضمن مطالعه آثار کتابخانه‌ای، از آمارنامه‌ها (سالنامه آماری و سرشماری نفوس و مسکن در همه دوره‌های سرشماری) استفاده‌شده است. در ادامه، با بررسی اطلاعات و همچنین تجزیه‌وتحلیل آن‌ها با استفاده از نرم‌افزار Excel، در تبیین مناسب داده‌ها تلاش شده است. برای پی بردن به وضعیت نخست شهری در استان همدان، از مدل مرتبه – اندازه و مدل‌های رایج نخست شهری شامل شاخص‌های نخست شهر، دو شهر، گینزبرگ، موماو و الوصابی، مهتا و ضریب آنتروپی استفاده‌شده است. می‌توان گفت نظام شهری استان همدان در پنج دوره موردمطالعه 1365 – 1390 منطبق بر الگوی نخست شهری بوده است و از قانون مرتبه – اندازه پیروی نمی‌نماید. در پایان، با توجه به ارزیابی‌های صورت گرفته از وضعیت نخست شهری در استان همدان، برای بهبود وضعیت، راهکارهایی ارائه شده است.