完全可以，国家规定包括直辖市在内的省、自治区都可以在所辖区内将人口众多、经济相对发达的县设县级市。

直辖市一般是不设县级市的，就目前的直辖市来说，都没有县级市，只有市辖区和县。重庆在直辖之初是有4个县级市的，不过在2006年都撤市设区了。