Nel XV secolo il territorio dell'attuale comune era suddiviso tra le due comunità di Castelnuovo e Castelvecchio della Misericordia e di Rosignano. Quest'ultima era dotata di propri Statuti e di una struttura amministrativa di base, costituita da due consoli, quattro consiglieri, due stimatori ed un camarlingo.
Dal 1565 entrambe le Comunità furono sottoposte alla cancelleria comunitativa di Lari, istituita nel quadro della politica perseguita da Cosimo I per il controllo amministrativo contabile delle comunità.
Le riforme leopoldine dei governi provinciali (1772) sancirono la costituzione a Rosignano di una podesteria minore con competenze civili sul territorio della Comunità, dipendente, per il criminale, dal Governo di Livorno.
Sotto il profilo amministrativo, a seguito delle riforme del distretto pisano, risalente al giugno del 1776, fu istituita la nuova comunità di Rosignano, composta dalle comunità di Cstelnuovo e Castelvecchio della Misericordia e di Rosignano, posta sempre alle dipendenze del cancelliere comunitativo di Lari.
Con la parentesi francese Rosignano divenne sede di mairie e di giudicatura di pace, compresa nel Circondario di Livorno e nel Dipartimento del Mediterraneo.
Con la Restaurazione, Rosignano tornò ad essere sede di comunità, servita dalla cancelleria di Lari. La vastità della circoscrizione della cancelleria favorì l'istituzione a Rosignano della residenza di un aiuto cancelliere, incaricato del servizio per le comunità di Rosignano, Castellina e Santa Luce.
L'istituzione formale di una cancelleria comunitativa di terza classe a Rosignano risale alla legge del 29 novembre 1826. Essa doveva servire, dal gennaio 1827, un vasto territorio comprendente le comunità di Rosignano, Orciano, Castellina, Riparbella, già dipendenti dalla Cancelleria di Lari, e quelle situate al di là della Cecina, cioè Bibbona, Casale, Guardistallo, Montescudaio, distaccate, queste ultime, dalla cancelleria di Campiglia.
Per quanto riguarda l'amministrazione della giustizia, una volta soppressi i tribunali napoleonici, con legge del 13 ottobre 1814, Rosignano fu confermata sede di podesteria minore dipendente direttamente dall'auditore del governo di Livorno: con notificazione del 3 giugno 1833 venne soppressa la podesteria di Rosignano e istituito in suo luogo un vicariato, posto alle dipendenze del compartimento di Livorno e del governatore della città. La giurisdizione del vicario di Rosignano si esercitava, oltre che sui territori della soppressa podesteria, anche sulla podesteria di Guardistallo e sulle comunità di Castellina Marittima, Riparbella e Orciano, Montescudaio, Casale e Bibbona, comunità che erano state distaccate dai vicariati di Lari e di Campiglia. Con il motuproprio del 2 agosto 1838, inoltre, vennero soppresse le podesterie di Guardistallo e di Castagneto ed i loro territori furono sottoposti al nuovo podestà di Bibbona, sempre posto alle dipendenze della giurisidizione criminale del vicario di terza classe di Rosignano. Successivamerte, con legge del 9 marzo 1848, Rosignano divenne sede di pretura nel circondario pisano, nel'ambito del compartimento di Pisa con giurisdizione estesa a Riparbella, Orciano e Castellina Marittina.
Con la legge del 27 dicembre 1849, che apportava modifiche nell' organizzazione delle cancellerie e uffici del censo, istituite nel 1848, la cancelleria di seconda classe di Rosignano tornava a comprendere Santa Luce, mentre perdeva i comuni al di là del fiume Cecina: in tale occasione, infatti, era stata istituita una cancelleria a Guardistallo che serviva anche le comunità di Casale.
Montescudaio e Bibbona.
Nel 1865 nell'ambito della creazione delle circoscrizioni provinciali, il Comune, che dal 1862 aveva acquisito la denominazione di Rosignano Marittimo, fu aggregato alla provincia di Pisa, per essere annesso, nel 1825 a quella di Livorno.