宫殿集中在城市的中部和南部，有长乐宫、未央宫、桂宫、北宫和明光宫等。其中未央宫是从汉惠帝开始的许多皇帝的居住和处理朝政的地方，是华夏历史上最有名的宫殿之一。
居民区分布在城北，划分为一百六十个“闾里“。市场在城市的西北角上，称为“长安九市“。在城西有面积广大的上林苑，苑内主要有昆明池、建章宫等。
在城南有一组王莽时期建造的礼制建筑。汉长安城一改战国时期大小城相套的格局，把居民区、工商业区和宫殿区集中在一座城市里，后世的都城都沿用了这一构建体系统。
汉光武帝刘秀中兴汉室，东汉建立后，历代皇帝常常前往长安祭祀宗庙。
东汉末年，天下纷争，汉室势微，初平元年（公元一九零年），西凉军阀董卓挟汉献帝迁都长安，公元一九二年四月，董卓被王允、吕布刺杀，公元一九二年六月，董卓部将李傕等人又攻入长安，后又相互连兵攻杀。