西周為王畿地。春秋分別為秦、晉地。戰(zhàn)國(guó)屬秦。秦為內(nèi)史地。西漢以渭河南、北分屬京兆尹和左馮翊。東漢建武十五年（39年）析京兆尹東部地（今華陰市、潼關(guān)縣地）屬弘農(nóng)郡。三國(guó)魏改左馮翊為馮翊郡，郡治由高陵遷臨晉（今大荔城關(guān)鎮(zhèn)），屬雍州。十六國(guó)前秦甘露二年（360年）置渭南縣，故治在今市北，后廢。
北魏太平真君元年（440年）析京兆、馮翊、弘農(nóng)三郡地于鄭縣（今華縣城關(guān)鎮(zhèn)）置華山郡；太和二年（478年）析澄城郡地于白水縣（今白水縣北部）置白水郡，五年又于南新豐縣（今臨渭區(qū)渭河南）置渭南郡，十一年遷華山郡治于華陰縣（今大荔縣城關(guān)鎮(zhèn)）并析雍州東部地置華州，初治李潤(rùn)堡（今大荔縣西北）后移治華陰縣，領(lǐng)華山、澄城、白水三郡。孝昌三年（527年）于今市東南4里置渭南郡及南新豐縣，改華山郡為武鄉(xiāng)郡。永熙三年（534年）析華州南部地于鄭縣置東雍州及華山郡。
西魏廢帝二年（553年）改南新豐縣為渭南縣。三年省東雍州，遷華州治于鄭縣，領(lǐng)華山、白水二郡；于武鄉(xiāng)縣置同州，領(lǐng)武鄉(xiāng)、澄城二郡。北周省渭南郡；建德三年（574年）于夏封縣（今臨渭區(qū)渭河以北）置延壽郡，屬雍州。隋開皇三年（583年）廢郡存州；開皇十四年移渭南縣于今市。大業(yè)三年（607年）廢同州，于州治復(fù)設(shè)馮翊郡，省華州，其地分屬京兆、馮翊二郡。
唐武德元年（618年）復(fù)廢馮翊郡置同、華二州，八年西韓州治遷韓城縣，屬關(guān)內(nèi)道；貞觀八年（634年）廢西韓州；垂拱元年（685年）華州更名太州；神龍?jiān)辏?05年）復(fù)名華州。宋屬永興軍路。金貞祐三年（1215年）于韓城置禎州，三州均屬京兆府路。蒙古至元元年（1264年）廢禎州，二年復(fù)設(shè)，六年又廢，屬奉元路。明屬西安府。清雍正三年（1725年）升同、華二州為直隸州，十三年又升同州為同州府并降華州為同州府所轄的散州。1913年廢州、府，以縣屬關(guān)中道。1928年廢道，由省領(lǐng)縣。
1948年在合陽(yáng)設(shè)陜甘寧邊區(qū)大荔分區(qū)。1949年5月在渭南設(shè)陜甘寧邊區(qū)渭南分區(qū)。1950年渭南、大荔二分區(qū)合并，于渭南設(shè)渭南專區(qū)，轄13縣。1952年原咸陽(yáng)專區(qū)的富平、耀縣、三原、涇陽(yáng)、高陵五縣劃入。1956年撤銷渭南專區(qū)，轄縣屬省。1961年復(fù)設(shè)渭南專區(qū)，轄14縣。1969年更名渭南地區(qū)。1979年將耀縣劃歸銅川市。1983年9月9日，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)：撤銷渭南縣，設(shè)立渭南市（縣級(jí)）；撤銷韓城縣，設(shè)立韓城市（縣級(jí)）；臨潼、藍(lán)田二縣劃歸西安市。1990年12月27日，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)撤銷華陰縣，設(shè)立華陰市（縣級(jí)）。
1994年12月17日，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)（國(guó)函[1994]136號(hào)）：（1）撤銷渭南地區(qū)和縣級(jí)渭南市，設(shè)立地級(jí)渭南市，市政府駐東風(fēng)街83號(hào)。（2）渭南市新設(shè)臨渭區(qū)，以原渭南市的行政區(qū)域?yàn)榕R渭區(qū)的行政區(qū)域，區(qū)政府駐前進(jìn)路。（3）渭南市轄原渭南地區(qū)的華縣、潼關(guān)縣、大荔縣、合陽(yáng)縣、澄城縣、蒲城縣、白水縣、富平縣和新設(shè)立的臨渭區(qū)。原渭南地區(qū)的韓城市、華陰市由省直轄。
1996年，渭南市面積13134平方千米，人口約516.4萬人。市政府駐臨渭區(qū)。轄臨渭區(qū)及華縣、潼關(guān)、白水、蒲城、大荔、澄城、合陽(yáng)、富平8縣，代管華陰、 韓城2個(gè)縣級(jí)市。
2000年第五次人口普查，渭南市常住總?cè)丝?292200人；其中，臨渭區(qū)888866人、華縣350228人、潼關(guān)縣147833人、大荔縣706948人、合陽(yáng)縣432313人、澄城縣372150人、蒲城縣738675人、白水縣277716人、富平縣747942人、韓城市387041人、華陰市242488人。
2010年第六次人口普查，渭南市常住總?cè)丝?286077人，其中：臨渭區(qū)877142人，華縣322148人，潼關(guān)縣155463人，大荔縣693392人，合陽(yáng)縣436441人，澄城縣386150人，蒲城縣743000人，白水縣279679人，富平縣743385人，韓城市391164人，華陰市258113人。
2012年末，渭南市面積13032.9平方千米，戶籍人口5650700人，常住人口532.1萬人。2013年末，渭南市共有12個(gè)街道、130個(gè)鎮(zhèn)，202個(gè)社區(qū)、3198個(gè)行政村，市政府駐臨渭區(qū)。
2015年10月13日，《國(guó)務(wù)院關(guān)于同意陜西省調(diào)整渭南市部分行政區(qū)劃的批復(fù)》（國(guó)函[2015]186號(hào)）：同意撤銷華縣，設(shè)立渭南市華州區(qū)，以原華縣的行政區(qū)域?yàn)槿A州區(qū)的行政區(qū)域，華州區(qū)人民政府駐華州街道新華大街1號(hào)。