Po apogeum osiągniętym w latach 1850–70 nastąpił upadek, kiedy to powiat bytomski w 1873 roku został rozdrobniony na 5 części: powiaty bytomski, katowicki, zabrski i tarnogórski oraz samodzielny obszar dworski Czarny Las.
W 1890 roku z mocno uszczuplonego powiatu bytomskiego wydzielono Bytom, tworząc w nim pierwszy na Górnym Śląsku powiat miejski (Stadtkreis), a pozostałe tereny przekształcono w powiat ziemski (Landkreis) z siedzibą w Rozbarku (od 1927 dzielnica Bytomia). Granica przebiegała wzdłuż obecnej ulicy Korfantego w Bytomiu, przy której w latach 1897–1898 wybudowano siedzibę starostwa.
W 1921 Górny Śląsk podzielono między Polskę i Niemcy, w wyniku czego Bytom i większa część powiatu pozostały w 1922 roku w Niemczech, mimo że podczas plebiscytu w powiecie bytomskim 62 965 głosów padło za przynależnością do Polski, a 43 646 głosów za Niemcami (w samym Bytomiu zwyciężyła opcja niemiecka). Okrojony powiat bytomski składał się wówczas z 9 gmin: Miedary, Zbrosławice, Wieszowa i Stolarzowice (z Górnikami), Rokitnica, Bobrek-Karb, Szombierki (później Chruszczów) i Miechowice.