中华人民共和国成立后,西安市的行政隶属关系和行政区划设置有过几次较大的变动和调整。1949年5月20日西安解放,属陕甘宁边区辖市;1950年改由西北军政委员会领导,1953年1月27日,西北军政委员会改由西北行政委员会管辖,西安市属西北行政委员会;1953年3月12日,改为中央直辖市,为全国12个中央直辖市之一;1954年6月19日改为省辖市。
中华人民共和国成立初期,西安市设12个区,其中城区8个、郊区4个,城区未设立街道行政建制,郊区下设有19个乡。1954年调整行政区划,将12个区和部分新划入的乡镇合并调整为9个区,定名为新城区、碑林区、莲湖区、长乐区、雁塔区、阿房区、未央区、草滩区、灞桥区。1957年4月撤销长乐、未央两区建制,市辖区减为7个,将草滩区更名为未央区。1958年11月将长安、蓝田、临潼、鄠县划归西安市。1960年撤销莲湖、碑林、新城区建制。1961年8月将蓝田、临潼、鄠县划出。1962年恢复新城、碑林、莲湖区建制。1965年撤销灞桥、雁塔、阿房、未央区建制,辖地合并为一个郊区,市辖区减为4个。1966年6月,将临潼县所属阎良镇划归西安市组建为阎良区,将咸阳市(县级市)划归西安市。1966年11月,新城、碑林、莲湖、阎良区更名为东风、向阳、红卫、东红区,1972年恢复原名。1971年11月,经国务院批准,又将咸阳市划出。1980年3月,撤销西安市郊区,恢复灞桥、未央、雁塔区建制。1983年10月,经国务院批准,将渭南地区所属蓝田、临潼县和咸阳地区所属户县、周至县(1964年9月10日,陕西省人民委员会报国务院批准,将鄠县改为户县,盩厔改为周至)、高陵县划归西安市,西安市共辖新城、碑林、莲湖、灞桥、未央、雁塔、阎良7区,长安、蓝田、临潼、周至、户县、高陵6县。1997年8月5日,经国务院批准,撤销临潼县,设立临潼区。2002年6月2日,经国务院批准撤销长安县,设立长安区后,西安市共辖9区4县。2014年12月13日,《国务院关于同意陕西省调整西安市部分行政区划的批复》公布;2015年8月4日,高陵“撤县设区”,并正式挂牌,从此结束了2365年的县制历史。2016年12月23日,根据《国务院关于同意陕西省调整西安市部分行政区划的批复》(国函〔2016〕188号),陕西省人民政府发布《关于同意西安市调整部分行政区划的批复》,同意撤销户县,设立西安市鄠邑区,西安市行政区划由10区3县变为11区2县。