上林苑，苑内主要有昆明池、建章等。在城南有一组王莽时期建造的礼制建筑。汉长安城一改战国时期大小城相的格局，把居民区、工商业区和殿区集中在一座城市里，后世的都城都沿用了这一系。

汉光武帝刘秀中兴汉室，建都洛，长安改为西京。

东汉末年，天下纷争，汉室势微，汉献帝曾迁都回长安。

西晋末年，晋愍帝在长安短暂建都。

此后，关中长安地区几度成为战争频发地，前赵、前秦、后秦、西魏、北周等政权也都将首都设在长安。

隋文帝杨建立隋朝后，最初定都就是在汉长安城。当时的汉长安历经长期战，年久失修，破败狭小，污染严重，于是隋文帝决定另建一座新城。

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唐都长安城开皇二年（五百八十二年）文帝在长安城东南龙首塬南面选了一块“川原秀丽，卉滋阜，卜相土，宜建都邑”（《隋书·祖纪》的地方建造新都，新都定名为“大兴城”大兴城的面积达八十四平方公里，主要由建筑学家宇文恺主持规划建设，先造大兴城，后造皇城。开皇三年（五百八十三年）在城西侧开挖龙首渠、永安渠和清明渠，引浐、、潞，直通城。第二年由大兴城东凿三百余里至潼关，名为广通渠，引渭注渠中使漕运直通黄河。六百零五年，隋炀帝杨广即位，同年，建通济渠运河，自大兴至江都。六百零八年，又兴建永济渠运河。大业九年（六百一十三年）又动用十万余人修筑大兴城外郭城，大兴城的总格局至此形成。

六百一十八年，李渊称帝，建立唐朝，改大兴为长安，此后一步修建和完善。

唐长安城周长达三十五五六公里，面积约八十四平方公里，为当时规模最大、最为繁华的国际都市。

唐长安城是世界历史上第一个达到百万人的大城市。唐长安的人中，除居民、皇族、达官贵人、兵士、仆杂役、佛僧尼、少数民族外，外国的商人、使者、留学生、留学僧等总数不下三万人。来长安与唐通使的国家、地区多达三百个。唐的科技文化、政治制度、饮风尚等从长安传播至世界各地。另外，西方文化通过唐长安城消化再创造后又辗转传至周边的日本、朝鲜、缅甸等国家和地区。唐长安成为世界西方和东方商业、文化的汇集地，是当时世界上最大的国际大都会。