秦始皇二十六年（前221年），实行郡县两级行政建置，设内史，内史辖37县，今西安市境内有6个县，今新城区属于内史。
西汉高帝二年（前205年），设渭南郡，中地郡、河上郡，今西安市隶属渭南郡。西汉高帝五年（前202年），设长安县。西汉高帝七年（前200年），建都长安，后复设内史，今新城区属内史管辖。西汉景帝二年（前155年），设右内史、左内史，今西安市属右内史管辖。西汉太初元年（前104年），改右、左内史主爵都尉为京兆尹、左冯翊和右扶风，均为郡级，京兆尹辖12县，有长安、新丰、霸陵、南陵、杜陵、奉明、蓝田7县，今西安市属长安县管辖。东汉建武元年（25年），以长安为西都，复设京兆尹，辖10县和1个侯国，在今西安市的有长安、霸陵、蓝田、新丰、阳陵、高陵、鄠县等，新城区境归长安县管辖。
三国时期，曹魏黄初元年（220年），改京兆尹为京兆郡，含今西安市、渭南市渭河以南及商洛大部地区。曹魏正始五年（244年），复为京兆郡，辖有长安、霸城、蓝田、新丰、阴槃、高陵、万年、鄠县等，今新城区属长安县管辖。
西晋，京兆郡辖8县，前赵、后赵京兆郡辖9县、前秦京兆尹辖10县、后秦京兆郡辖11县、北魏、西魏京兆郡均辖8县、北周京兆郡辖6县，新城区境均为长安县管辖。北周明帝二年（558年），分长安县东部为万年县，今新城区归万年县管辖。
隋朝，建都长安。隋开皇三年（583年），撤销京兆郡，由雍州统县，改万年县为大兴县。隋大业三年（607年），改雍州为京兆郡，在今西安市境内有大兴、长安、蓝田、新丰、高陵、万年、鄠县、盩厔等8县，今新城区属万年县。
唐武德元年（618年），大兴县复名万年县。唐天宝七年（748年），改万年县为咸宁县。唐至德二年（758年），复名万年县，今新城区隶属万年县。
五代时期。后梁开平元年（907年），废京兆府设置雍州，同年又改为大安府，大安府辖14县在今西安市境有大年、大安、昭应、蓝田、高陵、栎阳、鄠县、盩厔8县，今新城区隶属于万年县。后唐同光元年（923年），改大安府为大安县，后又复名万年县，后晋、后汉、后周时期，今新城区均隶属于万年县。
北宋宣和七年（1125年），万年更名为樊川县。金大定二十一年（1181年），又改为咸宁县，其辖域未改变，今新城区属咸宁县管辖。
元太宗三年（1231年），设京兆府，隶属京兆府路。元至元十六年（1279年），改京兆府为安西路总管府，今新城区属安西路管辖。元皇庆元年（1312年），改安西路为奉元路，今西安市区属奉元路辖，奉元路领属26县，今西安市境内有录事司，长安、咸宁、蓝田、临潼、高陵、鄠县、盩厔7县，今新城区属录事司管辖。