王莽新朝始建国元年（9年）撤长安县，置常安县，并置首都于常安城。常安县属京兆尹。刘玄更始元年（23年）撤常安县置长安县。
东汉置长安县、杜陵县，并属京兆尹。建武六年（30年）将奉明县（汉宣帝置，故城在长安县城北4公里）、渭城县（汉高帝置，故城在今咸阳市东）划归长安县。初平元年（190年）董卓强迫献帝迁都长安。
三国时，魏置长安县，属京兆郡。
西晋置长安县，属京兆郡。晋将长陵县（汉高帝置，
新莽时曰长平，故城在今咸阳市东北20公里）、安陵县（汉惠帝置，莽时曰嘉平，故城在今咸阳市东）并入长安县。愍帝（313年～317年）建都长安。
南北朝前赵、前秦、后秦皆置长安县，均属京兆郡（尹）。前赵刘曜建都长安。前秦苻坚也建都长安。后秦姚苌撤长安县，置常安县，并以常安为首都。北魏置长安县，属京兆郡。太武帝神三年（430年）改常安县为长安县，四年划杜县（秦武公置杜县，汉宣帝元康元年改杜陵县，新莽曰饶安县，晋曰杜城县，后魏曰杜县）、长安、蓝田三县毗邻地置山北县。西魏（535～556年）置长安县，属京兆郡，建都长安。北周（557～581年）置长安县，属京兆郡，建都长安。明帝二年（558年）划长安、灞城（秦襄王时芷阳县，西汉时灞陵县，新莽时水章县，晋时霸城县）、山北三县部分地区置万年县，属冯翊郡；建德二年（573年）撤杜县、灞城县，归入万年县。
隋置长安县，并撤万年县，置大兴县，置首都于大兴城。文帝时两县属雍州，炀帝改雍州为京兆郡，两县属之。
唐置长安县，并撤大兴县，置万年县，改大兴城为长安城，置首都于长安城。长安、大兴两县属京兆尹。武德二年（619年）分万年县置芷阳县。七年（624年）废芷阳县入万年县。总章元年（668年）分长安地置乾封县，分万年地置明堂县。永昌元年（689年）析长安地置永昌县。长安二年（702年）废乾封县入长安县，废明堂县入万年县。神龙元年（705年）废永昌县。天宝七年（748年）改万年县为咸宁县，乾元元年（758年）复为万年县。
五代皆置长安县、万年县，并属京兆府。后梁开平元年（907年）撤长安县，置大安县，撤万年县，置大年县，皆属大安府。后唐同光元年（923年）撤大安县，置长安县，撤大年县，置万年县。
宋置长安县、万年县。宣和七年（1125年）撤万年县，置樊川县。长安、樊川两县都属永兴军路京兆府京兆郡。
金置长安县、樊川县。皇统六年（1146年）废乾祐县（唐置安业县，曾改乾元县，后复乾祐县，故城在今镇安县北40公里）入樊川县。大定二十一年（1181年）撤樊川县，置咸宁县。泰和四年（1204年）并咸宁县入长安县，后复置咸宁县。长、咸两县属京兆路京兆府。
元代置长安县、咸宁县，均属奉元路。
明代置长安县、咸宁县，均属陕西布政使司西安府。
清代置长安县、咸宁县。乾隆四十八年（1783年）分长安县南部置宁陕厅，分咸宁县南部置孝义厅。长、咸两县属西安府。
中华民国时长安县存。初属都督府民政厅辖，1912年7月后属陕西都督府辖。据上海辞书出版社1979年版《辞海》1914年民国军政府秦省都督府撤咸宁县并入长安县。后属关中道。
1927年改属陕西省政府。
1949年解放后，长安县1953年前属陕甘宁边区咸阳分区，后属陕西省人民政府，1958年12月后属西安市人民政府。
2002年6月2日，国务院批准（国函[2002]45号）：撤销长安县，设立西安市长安区，以原长安县的行政区域为长安区的行政区域。区人民政府驻韦曲镇。