La gobernación de Nueva Toledo fue una de las cuatro divisiones administrativas establecidas en América del Sur por el emperador Carlos I de España en 1534, en sustitución de las gobernaciones asignadas en 1529 a Francisco Pizarro y Simón de Alcazaba y Sotomayor. Esta gobernación fue otorgada a Diego de Almagro, quien no había sido favorecido en el reparto anterior.
La real cédula, firmada el 21 de mayo de 1534, concedía a Almagro una franja de 200 leguas en dirección norte-sur, comenzando cerca del paralelo 14° S, aproximadamente en las cercanías de Pisco, que marcaba el límite sur de la gobernación de Nueva Castilla, asignada a Pizarro. Esta última se extendía desde los 1° 20' N en la desembocadura del río Santiago, y abarcaba 270 leguas hacia el sur.
El límite oriental de la gobernación lo constituía la línea del Tratado de Tordesillas, que los españoles situaban en los 46° 37' O, lo que le otorgaba a la gobernación un pequeño tramo de costa en el océano Atlántico. Al sur, limitaba con la gobernación de Nueva Andalucía, otorgada a Pedro de Mendoza, cerca de Taltal, a los 25° 31' 26" S. Hacia el oeste, estaba bordeada por el océano Pacífico.
Cuando se enteró de la creación de la gobernación, Diego de Almagro se dirigía a Cuzco para asumir el cargo de teniente de gobernador de la ciudad, para el cual había sido designado.
En 1535, Almagro emprendió una expedición hacia el sur, a lo que hoy es Chile, recorriendo su gobernación durante dos años en busca de riquezas, pero solo encontró desiertos áridos y la hostilidad de los habitantes. En consecuencia, Almagro y su ejército regresaron a Cuzco en 1537, ocupando la ciudad al considerar que formaba parte de su gobernación, y triunfando en la batalla de Abancay el 12 de junio de 1537, donde capturó a Hernando y Gonzalo Pizarro.
Posteriormente, ambos bandos volvieron a enfrentarse en la batalla de Las Salinas (1538), cerca de Cuzco, donde los almagristas fueron derrotados. Diego de Almagro fue capturado, juzgado y condenado a muerte, siendo ejecutado por Hernando Pizarro en la Plaza Mayor de Cuzco el 8 de julio de 1538.
Tras la ejecución de Almagro, Pizarro designó a Pedro de Valdivia como teniente gobernador, autorizándole para la conquista y colonización de Chile.
Sin embargo, los seguidores de Almagro se unieron bajo el liderazgo de su hijo, Almagro el Mozo, y bajo el mando de Juan de Rada asesinaron a Francisco Pizarro en su palacio en Lima el 26 de junio de 1541.
Después de la conquista del Perú por las tropas de Pizarro y como resultado de la guerra civil, el rey Carlos I, mediante una Real Cédula firmada en Barcelona el 20 de noviembre de 1542, estableció el Virreinato del Perú, absorbiendo los territorios de las gobernaciones de Nueva Castilla y Nueva Toledo, poniendo así fin a su existencia legal.
