高祖开始在渭河南岸、阿房宫北侧、秦兴乐宫的基础上重修宫殿，命名为长乐宫。高祖七年建造了未央宫，同一年由栎阳城迁都至此，因地处长安乡，故命名为长安城。汉惠帝元年至五年建造城墙。汉武帝设京兆尹治理长安，对长安城进行了大规模扩建，兴建北宫、桂宫和明光宫宫，并在城西扩充了上林苑，开凿昆明池，建建章宫等。
公元25年，光武帝刘秀中兴汉室，东汉建立时，国家残破，特别是长安所在的关中，大量的物资需要从外地运进来，为了减少人民物资运输之劳，所以没有建都长安，而是建都洛阳，以长安为陪都，历朝皇帝常常前往长安祭祀宗庙，称洛阳为东都，长安为西都。