历经五代的后唐、后晋、后汉、后周到宋、元两代，长安城的名称和建制虽屡有变换，但城垣规模却无改变，也就是说，从唐末到宋元，当时的长安城只是隋唐时期的皇城而已，反映出了长安城的逐渐衰落。
由此可见，韩建主修的“新城”城垣规模于五代、宋、金、元时变化不大。北宋沿袭，为京兆府城，元代为奉元路城。 在至元十年动工，于城东北方向，近沪河一高亢平坦处修建了安西王宫，面积约0.3平方千米，呈纵长方形。意大利旅行家马可·波罗曾在他的游记中称赞它墙垣高大，宫殿富丽堂皇，四周川湖泉水环绕，驻有军队，宜于游猎为乐。
明代朱元璋以为“天下山川唯秦中号为险固”，非常重视长安的地位，当时，明朝筑城风气非常盛行，华夏保存下来的许多大中小城市的城墙，大多是那时建造的，至今在关中民间尚流传着：“汉冢唐塔猪（朱）打圈”的俗语。长安明城墙就是在这个建城的热潮中，由都督濮英主持，在唐皇城旧城的基础上扩建起来。据文献记载，明代修建的城池，西墙和南墙都是利用原唐代皇城的城墙而增修加长，东墙和北墙是扩大新建的。
明初在宋元老城东北隅兴建秦王府，基于“秦用陕西台治”的营建指导原则，其北面与东面充分利用了元奉元路城的城墙和护城河，以减少工程量。这一选址基本上就决定了城市的拓展方向，其目的就在于大城将秦王府环护起来，而如何将秦王府置于近似城市中心的考虑则决定了城市向东、北扩建的具体规模。
明城池最终形成以秦王府为中心，两城相套的格局。明秦王府城或称秦藩城，又称秦王府，是明代秦王在长安的王宫府城。秦王府城城墙分内外两重，形制均呈南北纵长方形。府城内除了秦王府外，尚有多处郡王、将军府，连同各类官衙，占去城内大部分面积，其余尚错杂分布有一些寺庙、道观及学校、商铺。为适应商贸发展的需要，至明朝后期在东、西、南、北门外己都建有关城。
明穆宗隆庆二年，陕省巡抚张祉主持修复，将城墙外壁和顶面砌了青砖，使土城第一次变成砖城。
明思宗崇祯九年，巡抚孙传庭修了四关土城墙。有四个城门：东为长乐门，西为安定门，南为永宁门，北为安远门。每门门楼有三重：闸楼、箭楼、正楼。闸楼在外，箭楼在中，正楼在里，箭楼与正楼之间的围墙为瓮城。整个城墙构成一个严密的防御体系，城外有宽阔的护城河。
历经了朝代更迭饱受战火蹂躏，古长安城的城门几经损毁和修复。明末李自成起义军由长乐门攻入长安。李自成看到悬在城门上的“长乐门”匾额对身边将士说：“若让皇帝长乐百姓就要长苦了。”部下一听此言点火烧毁了长乐门城楼，直到清代又重新建造。
明清时期，长安是西部最大的区域中心城市和关系
清朝时期历任督抚为巩固城防武备，对城垣进行过多次修葺，对护城壕进行多次疏浚，
顺治十三年，巡抚陈极新重修城垣，重建明末被毁的东门正楼与南门月城楼，并疏浚护城壕。
康熙元年（1662年），“总督白茹梅、巡抚贾汉复修葺城垣。”
乾隆二年巡抚崔纪行因城内有壕无水，并疏浚龙首渠与通济渠，导入水壕。
乾隆二十八年巡抚鄂弼继修葺西安城垣，并疏浚城壕。
乾隆四十二年巡抚毕沅奏报西安城墙状况，这一奏议可视为该次城墙大修工程的最早动议。
乾隆四十四年毕沅会同陕甘总督勒尔谨对城墙状况进行了“细勘”。四十五年三月，毕沅前往苏州觐见乾隆皇帝，进一步陈奏了城墙亟待维修的情况，并获得了乾隆的允准。
乾隆四十六年毕沅首次明确以《奏修西安城墙事》为题具奏乾隆皇帝，详细禀明城墙亟待维修的状况，正式请求修葺西安城墙，由此开启了大修工程的序幕，此次维修为城墙自明代扩建以来的第二次全面维修。
乾隆四十六年，德成会同巡抚毕沅等逐段查勘城墙。发现五大类问题，针对以上问题，德成建城墙维修必须“全行拆卸，大加修理”。乾隆在批复中强调资金“不惜费”，规模“从其旧”，成为城墙维修的两大基本原则，确保了古城墙能够延续明初扩建以来城周近14千米，占地约11.6平方千米的庞大规模。