秦始皇八年（前239）封其弟成蟜為長安君，即此。
長安縣始設于漢高帝七年（前200），當時縣治設在國都長安城中（今西安市未央區漢城鄉西），隋代以后的縣治在今西安市雁塔區徐家莊附近。
今長安縣地域，秦代屬杜縣，兩漢屬杜陵縣，曹魏時屬杜縣，西晉又屬杜城縣。
后秦在今長安縣東南部設立山北縣，西部仍屬杜城縣。
北魏神四年（431）杜城縣復名杜縣，北周天和三年（368）撤銷山北縣，轄地并入萬年縣，建德二年（573）撤銷杜縣，轄地分別并入長安、萬年2縣。
隋代其地分屬長安、大興2縣，唐代分屬長安、萬年2縣，宋代分屬長安、樊川2縣，金大定二十一年（1181）以后分屬長安、咸寧二縣。
民國元年（1912）撤銷咸寧縣，轄地全部并入長安縣。
民國27年（1938）縣府由西安城內遷駐大兆鎮，1949年5月遷駐韋曲鎮。
2002年6月2日，經國務院批準，撤銷長安縣，設立西安市長安區。