دبیرخانه مجمع شهرداران کلان شهرها در سال 1378 با موافقت و تصویب شهرداران کلان شهرهای منتخب اولین دوره شورای اسلامی کلان شهرها با هدف انتقال تجارب و حفظ حقوق و منافع مشترک و عمومی شهرداریهای کلان شهرها در راستای پیشبرد اهداف و تقویت مدیریت شهری در شهر مقدس مشهد تشکیل و در سال 1385 با درخواست شهردار وقت تهران و تصویب شهرداران کلان شهرها به منظور ارتقاء جایگاه دبیرخانه کلان شهرها و همچنین مرکزیت اداری سیاسی، دبیرخانه کلانشهرها به کلان شهر تهران منتقل و شهردار تهران به عنوان دبیر مجمع انتخاب گردید که درحال حاضر به دبیرکل مجمع تغییر نام یافته است. به پیشنهاد دبیرخانه کلانشهرها با هدف افزایش کارآمدی و چابک سازی درفعالیتها، تغییراتی اساسی در ساختار دبیرخانه کلانشهرها ایجادگردید و هم اکنون دبیرخانه کلانشهرها(دبیرخانه مجمع شهرداران کلان شهرهای ایران) به عنوان ساختار اداری تشکل شهرداران کلانشهرها و با جایگاه حقوقی NGO فعالیت می­نماید و با تصمیم شهرداران در غیاب اتحادیه شهرداریها، بخشی از وظایف اتحادیه را به انجام می­رساند.