西周為王畿地，文王都豐（今馬王街道附近），武王都鎬（今斗門街道附近）。春秋為亳國地。秦武公十一年（公元前687年）為杜縣地。西漢高祖五年（前202）置長安縣，因長安鄉(xiāng)為名，為京兆尹治。據(jù)《三輔黃圖》：“長安，本秦鄉(xiāng)名。”
高祖七年，定為國都，治今西安市區(qū)西北漢城一帶。后秦于今杜曲鎮(zhèn)附近設(shè)山北縣，屬京兆郡，因地處終南山北，故名。北周明帝二年（558年）分長安、霸城、山北三縣置萬年縣，并治京城；天和三年（568年）撤銷山北縣，地屬長安、萬年二縣。
隋開皇二年（582年）于長安城東南龍首原南側(cè)營建新都，次年遷都于此，稱為大興城，設(shè)大興、長安二縣（直到1944年，長安縣治均在今西安市區(qū)）。唐武德元年（618年）改大興縣為萬年縣，天寶七年（748年）改名咸寧縣，此后屢經(jīng)改名。五代梁改長安為大安，后唐復名長安。1912年省咸寧縣入長安縣。
1928年析長安縣城郊區(qū)置西安市，后縣、市始分。1944年長安縣移治大兆鎮(zhèn)（今大兆街道駐地），1949年5月長安縣移治大興善寺，7月遷今址，屬咸陽分區(qū)。1950年直屬省。1954年西安市區(qū)周圍的部分縣地劃入西安市后為今域。1958年劃歸西安市。
2002年6月2日，國務(wù)院批準（國函[2002]45號）：撤銷長安縣，設(shè)立西安市長安區(qū)，以原長安縣的行政區(qū)域為長安區(qū)的行政區(qū)域，區(qū)政府駐韋曲鎮(zhèn)。同年9月正式撤縣設(shè)區(qū)。
1996年，長安縣面積1583平方千米，人口86.8萬人。轄12鎮(zhèn)32鄉(xiāng)：韋曲鎮(zhèn)、王曲鎮(zhèn)、太乙宮鎮(zhèn)、引鎮(zhèn)、郭杜鎮(zhèn)、子午鎮(zhèn)、灤鎮(zhèn)、馬王鎮(zhèn)、杜曲鎮(zhèn)、斗門鎮(zhèn)、鳴犢鎮(zhèn)、細柳鎮(zhèn)、紀陽鄉(xiāng)、高橋鄉(xiāng)、鎬京鄉(xiāng)、靈沼鄉(xiāng)、義井鄉(xiāng)、祝村鄉(xiāng)、灃惠鄉(xiāng)、興隆鄉(xiāng)、杜陵鄉(xiāng)、申店鄉(xiāng)、樊村鄉(xiāng)、酒鋪鄉(xiāng)、馬興鄉(xiāng)、魏寨鄉(xiāng)、炮里鄉(xiāng)、大兆鄉(xiāng)、楊莊鄉(xiāng)、留村鄉(xiāng)、大峪鄉(xiāng)、韋兆鄉(xiāng)、王莽鄉(xiāng)、庫峪鄉(xiāng)、五臺鄉(xiāng)、石砭峪鄉(xiāng)、王莊鄉(xiāng)、黃良鄉(xiāng)、皇甫鄉(xiāng)、內(nèi)苑鄉(xiāng)、五星鄉(xiāng)、東大鄉(xiāng)、喂子坪鄉(xiāng)、祥峪鄉(xiāng)。縣政府駐韋曲鎮(zhèn)。
1998年？，撤銷東大鄉(xiāng)，設(shè)立東大鎮(zhèn)；撤銷紀陽鄉(xiāng)，設(shè)立王寺鎮(zhèn)。至此，全縣轄14個鎮(zhèn)、30個鄉(xiāng)。
2000年第五次人口普查，長安縣常住總?cè)丝?64269人，其中：韋曲鎮(zhèn)85701人，郭杜鎮(zhèn)38294人，馬王鎮(zhèn)28936人，灤鎮(zhèn)22113人，子午鎮(zhèn)17667人，王曲鎮(zhèn)20123人，太乙官鎮(zhèn)25370人，引鎮(zhèn)15440人，杜曲鎮(zhèn)22273人，斗門鎮(zhèn)32546人，鳴犢鎮(zhèn)22811人，細柳鎮(zhèn)23166人，王寺鎮(zhèn)29003人，東大鎮(zhèn)22029人，申店鄉(xiāng)21058人，杜陵鄉(xiāng)16050人，樊村鄉(xiāng)15035人，高橋鄉(xiāng)26874人，靈沼鄉(xiāng)25985人，鎬京鄉(xiāng)19628人，興隆鄉(xiāng)21266人，祝村鄉(xiāng)18112人，灃惠鄉(xiāng)17474人，義井鄉(xiāng)12921人，五星鄉(xiāng)27216人，內(nèi)苑鄉(xiāng)24214人，祥峪鄉(xiāng)6779人，喂子坪鄉(xiāng)2785人，黃良鄉(xiāng)17241人，皇甫鄉(xiāng)17020人，王莊鄉(xiāng)13491人，五臺鄉(xiāng)10688人，石砭峪鄉(xiāng)1828人，王莽鄉(xiāng)19808人，楊莊鄉(xiāng)17579人，大峪鄉(xiāng)12149人，韋兆鄉(xiāng)11210人，留村鄉(xiāng)7275人，庫峪鄉(xiāng)1187人，大兆鄉(xiāng)23703人，炮里鄉(xiāng)16409人，魏寨鄉(xiāng)13459人，馬興鄉(xiāng)14061人，酒鋪鄉(xiāng)6292人。
2002年，長安縣對鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域進行大幅度調(diào)整（2001年底批準），撤銷了7個縣委派出機構(gòu)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)由44個合并為25個，其中建制鎮(zhèn)14個，行政鄉(xiāng)11個：杜陵鄉(xiāng)、申店鄉(xiāng)并入韋曲鎮(zhèn)，祝村鄉(xiāng)并入郭杜鎮(zhèn)，內(nèi)苑鄉(xiāng)、喂子坪鄉(xiāng)并入灤鎮(zhèn)，王莊鄉(xiāng)并入子午鎮(zhèn)，皇甫鄉(xiāng)并入王曲鎮(zhèn)，大峪鄉(xiāng)、留村鄉(xiāng)并入引鎮(zhèn)，樊村鄉(xiāng)并入杜曲鎮(zhèn)，鎬京鄉(xiāng)并入斗門鎮(zhèn)，馬興鄉(xiāng)并入鳴犢鎮(zhèn)，義井鄉(xiāng)并入細柳鎮(zhèn)，祥峪鄉(xiāng)并入東大鎮(zhèn)，灃惠鄉(xiāng)并入興隆鄉(xiāng)，石砭峪鄉(xiāng)并入五臺鄉(xiāng)，韋兆鄉(xiāng)并入王莽鄉(xiāng)，庫峪鄉(xiāng)并入楊莊鄉(xiāng)，酒鋪鄉(xiāng)并入大兆鄉(xiāng)。區(qū)劃調(diào)整后，全縣轄韋曲鎮(zhèn)、郭杜鎮(zhèn)、馬王鎮(zhèn)、灤鎮(zhèn)、子午鎮(zhèn)、王曲鎮(zhèn)、太乙宮鎮(zhèn)、引鎮(zhèn)、杜曲鎮(zhèn)、斗門鎮(zhèn)、鳴犢鎮(zhèn)、細柳鎮(zhèn)、王寺鎮(zhèn)、東大鎮(zhèn)、高橋鄉(xiāng)、靈沼鄉(xiāng)、興隆鄉(xiāng)、五星鄉(xiāng)、黃良鄉(xiāng)、五臺鄉(xiāng)、王莽鄉(xiāng)、楊莊鄉(xiāng)、大兆鄉(xiāng)、炮里鄉(xiāng)、魏寨鄉(xiāng)。人口最多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是韋曲鎮(zhèn)，11.51萬人；面積最大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是灤鎮(zhèn)，244.63平方千米。