秦国在渭河北岸建都咸阳城，刘邦灭秦，汉朝在渭河以南岸建都长安城，两城一河之隔。

至此，咸阳县和长安县都是京兆(京都)的辖县，直到明朝时期京兆府(奉元)变成西安府。咸阳县和长安县直到清末一直是西安府辖县。民国时期，剥离长安县所属西安城及四关设立西安市。

1949年咸阳首先解放，特设咸阳分区：辖咸阳县、长安县、户县、周至县、兴平县、武功县6县。西安解放后，是中国12个直辖市之一，按照直辖市不管县的原则，西安市设12个区，1954年西安直辖市取消，1958年撤销咸阳专区，将长安、蓝田、临潼、鄠县划归西安市，为西安市首次辖县。

1966年将咸阳市(县级市)划归西安市;后复设咸阳专区，到了1969年，咸阳专区改名咸阳地区。1971年将西安市管辖的咸阳市划归咸阳地区。1984年咸阳地区设地级市。