公元618年，李渊称帝，建立唐朝，改大兴为长安，此后进一步修建和完善。唐太宗和唐玄宗年间先后增建了大明宫和兴庆宫等宫殿。唐长安城周长达35.56公里，面积约87.27平方公里，是如今西安城墙内面积的9.7倍，西汉长安城的2.4倍，元大都的1.7倍，明清北京城的1.4倍，公元447年所修君士坦丁堡的7倍，公元800年所修巴格达的6.2倍，古代罗马城的7倍。