关中地区是中华民族的重要发祥地之一。西周、秦、西汉、新、东汉、西晋、前赵、前秦、后秦、大夏、西魏、北周、隋、唐等十四个王朝建都关中，使这里长期成为中国政治、经济、文化中心。
远在旧石器时代，人类就在关中这块土地上繁衍生息。大约100万年前，蓝田猿人活动在秦岭北麓灞河两岸。此后，在洛河下游又出现了大荔人。[39]
新石器时代，人类的足迹已遍及关中各地。西安半坡遗址和临潼姜寨遗址是仰韶文化的典型代表。[39] 新石器时代原始氏族公社时期的文化遗存在西安市、渭南市等地多有发现。西安城东的半坡遗址，集中展示6000年前仰韶文化时期母系氏族社会的进步和文明。官寨遗址位于西安市高陵区，该遗址距今6000年左右，在遗址北区发现的庙底沟文化遗存，是第一次发现6000年前关中庙底沟文化的中心聚落和聚落环壕，为探讨庙底沟文化的聚落布局与社会结构等提供较为重要的资料，填补仰韶文化中的一个重要空缺。
在仰韶文化向龙山文化过渡的时期，陕西渭河流域先后崛起炎帝与黄帝两个部落。古史传说中歧义丛生的炎黄史迹，都是中国走向早期文明社会的历史投影，记录着华夏先民筚路蓝缕的征程。
殷商时代，周人的先民在陕西渭河流域西部往返迁徙。商代末期，周人首领姬昌把部落中心从长期经营的周原（今宝鸡市扶风县、岐山县一带）迁到沣河西岸的丰京（今西安市区西南），之后其子姬发又在沣河东岸营建镐京。最后，周人联合其他部族发起克商之战，伐灭殷商，建立起周王朝，史称西周。
西周是在陕西境内建都的第一个王朝，其范围北及戎狄，东达渤海，南到汉水，西接汧陇。周成王时，周公旦和召公奭辅政，分陕（今河南省三门峡市陕州区）而治，后世因此称陕以西地区为“陕西”。
西周末年，王室被迫东迁洛邑，原居于陇东的秦人部落因护送平王东迁有功，于周平王元年（前770年）获封诸侯，关中平原即为秦国所有。[39] 秦人势力逐渐拓展到关中地区，成为陕西历史舞台的主人。后来陕西被简称为“秦”即因于此。秦国最初建都于雍（今凤翔县境内）。周安王十九年（前383年），秦献公将秦国都城迁到栎阳。后因栎阳四周为开阔的平川不易防守，地理位置偏于关中东北部，又将都城迁于关中平原中部、有关中水陆交通之便的咸阳。始皇帝二十六年（前221年），先后翦灭六国、统一九州。秦始皇统一六国后，建立了中国历史上第一个统一的封建王朝，国都咸阳便成为全国政治、经济和文化的中心。[39]