隋開皇二年(582)，文帝命建筑設計家宇文愷在原西漢長安城東南設計和督造新都，次年城成，名大興城。唐建國后，仍都于此，改名長安城。全城由宮城、皇城、外郭城三部分構成，東西長九千七百二十一公尺，南北寬八千六百五十一公尺，周長三十六·七公里，總面積八十三平方公里。宮城位于最北面，為皇帝居住之地，其中又分為太極宮、掖庭宮、東宮三部分。宮城南門承天門與皇城的朱雀門、外郭城的明德門成一直線，北有玄武門和安禮門通禁苑。因宮城地卑潮濕，唐太宗于宮城東北隅建大明宮，為高祖李淵居所。后經高宗時擴建，規模大于太極宮，此后，歷代皇帝常居大明宮聽政、宴會百官、接見外國使臣、舉行大典等。位于興慶坊的興慶宮為玄宗作晉王時舊邸，即位后置宮，并在此聽政、起居。太極宮、大明宮、興慶宮為長安城中三大宮殿建筑群?；食牵址Q子城，面積略大于宮城，為中央官署區，三省、六部、九寺、五監、十六衛分列其中。外郭城，又稱羅城，東西長于南北，呈長方形。城內有南北向大街十一條，東西向大街十四條，南北向中央一條大街，南出昭德門，北貫皇城東雀門和宮城承天門，即著名的朱雀大街，又稱“天街”，為全城的中軸線。以朱雀大街為界，東屬萬年縣，西屬長安縣。縱橫的街道將外郭城劃分為一百〇九坊，除一般民居外，還有許多官僚府第和寺觀。東西二市為主要商業區，東市經營行業達二百二十種，邸肆店鋪鱗次櫛比，西市為少數民族和外國商人貿易市場。由于唐朝經濟繁榮，國力強盛，在當時世界上居于領先地位，許多國家的使臣、貴族、商賈、學者、藝術家、僧侶等紛紛來到長安，長安城是當時亞洲政治、經濟、文化交流的中心，是國際性的大城市。

唐代長安城的建筑格局除適應封建統治者的政治需要，體現君權神授，皇權至高無上之外，主要表現了我國古代勞動人民的聰明智慧和才能。長安城在格局規劃、綠化排水、治安警備等方面均為我國城市建筑史上的創造，并對日本、新羅的都城建筑產生了極大影響。唐末天祐元年(904)，朱溫脅迫昭宗李曄遷都洛陽，長安城從此衰落。今西安城垣為明代僅就原宮城和皇城改筑而成。北宋宋敏求著《長安志》(臺北成文出版社1970年版)，于唐代長安城郭、宮室、坊市等記載頗詳，可資考訂長安古跡。杜石然等著《中國古代科學技術史稿》(科學出版社1982年版)、馬得志《世界歷史名城——唐代長安城》(收入自然科學史研究所主編《中國古代科技成就》(中國青年出版社1978年版)就唐代長安城的設計、建筑和街道布局，及其在城市建筑史上的地位都作了詳細論述，并附有長安城的布局圖。