西周为王畿地，文王都丰（今马王街道附近），武王都镐（今斗门街道附近）。春秋为亳国地。秦武公十一年（公元前687年）为杜县地。西汉高祖五年（前202）置长安县，因长安乡为名，为京兆尹治。据《三辅黄图》：“长安，本秦乡名。”
高祖七年，定为国都，治今西安市区西北汉城一带。后秦于今杜曲镇附近设山北县，属京兆郡，因地处终南山北，故名。北周明帝二年（558年）分长安、霸城、山北三县置万年县，并治京城；天和三年（568年）撤销山北县，地属长安、万年二县。
隋开皇二年（582年）于长安城东南龙首原南侧营建新都，次年迁都于此，称为大兴城，设大兴、长安二县（直到1944年，长安县治均在今西安市区）。唐武德元年（618年）改大兴县为万年县，天宝七年（748年）改名咸宁县，此后屡经改名。五代梁改长安为大安，后唐复名长安。1912年省咸宁县入长安县。
1928年析长安县城郊区置西安市，后县、市始分。1944年长安县移治大兆镇（今大兆街道驻地），1949年5月长安县移治大兴善寺，7月迁今址，属咸阳分区。1950年直属省。1954年西安市区周围的部分县地划入西安市后为今域。1958年划归西安市。
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，区政府驻韦曲镇。同年9月正式撤县设区。
1996年，长安县面积1583平方千米，人口86.8万人。辖12镇32乡：韦曲镇、王曲镇、太乙宫镇、引镇、郭杜镇、子午镇、滦镇、马王镇、杜曲镇、斗门镇、鸣犊镇、细柳镇、纪阳乡、高桥乡、镐京乡、灵沼乡、义井乡、祝村乡、沣惠乡、兴隆乡、杜陵乡、申店乡、樊村乡、酒铺乡、马兴乡、魏寨乡、炮里乡、大兆乡、杨庄乡、留村乡、大峪乡、韦兆乡、王莽乡、库峪乡、五台乡、石砭峪乡、王庄乡、黄良乡、皇甫乡、内苑乡、五星乡、东大乡、喂子坪乡、祥峪乡。县政府驻韦曲镇。
1998年？，撤销东大乡，设立东大镇；撤销纪阳乡，设立王寺镇。至此，全县辖14个镇、30个乡。
2000年第五次人口普查，长安县常住总人口864269人，其中：韦曲镇85701人，郭杜镇38294人，马王镇28936人，滦镇22113人，子午镇17667人，王曲镇20123人，太乙官镇25370人，引镇15440人，杜曲镇22273人，斗门镇32546人，鸣犊镇22811人，细柳镇23166人，王寺镇29003人，东大镇22029人，申店乡21058人，杜陵乡16050人，樊村乡15035人，高桥乡26874人，灵沼乡25985人，镐京乡19628人，兴隆乡21266人，祝村乡18112人，沣惠乡17474人，义井乡12921人，五星乡27216人，内苑乡24214人，祥峪乡6779人，喂子坪乡2785人，黄良乡17241人，皇甫乡17020人，王庄乡13491人，五台乡10688人，石砭峪乡1828人，王莽乡19808人，杨庄乡17579人，大峪乡12149人，韦兆乡11210人，留村乡7275人，库峪乡1187人，大兆乡23703人，炮里乡16409人，魏寨乡13459人，马兴乡14061人，酒铺乡6292人。
2002年，长安县对乡镇区域进行大幅度调整（2001年底批准），撤销了7个县委派出机构，乡镇由44个合并为25个，其中建制镇14个，行政乡11个：杜陵乡、申店乡并入韦曲镇，祝村乡并入郭杜镇，内苑乡、喂子坪乡并入滦镇，王庄乡并入子午镇，皇甫乡并入王曲镇，大峪乡、留村乡并入引镇，樊村乡并入杜曲镇，镐京乡并入斗门镇，马兴乡并入鸣犊镇，义井乡并入细柳镇，祥峪乡并入东大镇，沣惠乡并入兴隆乡，石砭峪乡并入五台乡，韦兆乡并入王莽乡，库峪乡并入杨庄乡，酒铺乡并入大兆乡。区划调整后，全县辖韦曲镇、郭杜镇、马王镇、滦镇、子午镇、王曲镇、太乙宫镇、引镇、杜曲镇、斗门镇、鸣犊镇、细柳镇、王寺镇、东大镇、高桥乡、灵沼乡、兴隆乡、五星乡、黄良乡、五台乡、王莽乡、杨庄乡、大兆乡、炮里乡、魏寨乡。人口最多的乡镇是韦曲镇，11.51万人；面积最大的乡镇是滦镇，244.63平方千米。