今天西安城垣修筑始于明初，西、南两面以唐长安皇城城墙为基础修建。唐末，904年，佑国军节度使韩建对长安城进行改建。为便于防守，放弃外城郭与宫城，将皇城加以整修。[1]

唐代以后，宋元两朝中城市的名称城和建制经历数次变更，但城墙规模却无变化。[2]

早在明王朝建立前，当朱元璋攻克徽州后，一个名叫朱升的隐士便告诉他应该“高筑墙，广积粮，缓称王”。朱元璋采纳了这些建议。当全国统一后，他便命令各府县普遍筑城。明朝初年，朱元璋认为“天下山川，惟秦中号为险固”，因此将次子朱樉封为秦王，就藩西安府。并诏令西安府长兴侯耿炳文和都指挥朴英修整西安城，洪武七年（1374年）起，开始兴建西安城墙。[3]

城墙最底一层用石灰、土与糯米汁混合夯打而成，上层使用黄土分层夯打。城墙修建时，西、南两面在原唐长安城皇城的基础上增修加长而成，东墙和北墙进行了新建。[3]整个建设历时八年，到洪武十一年（1378年）基本完工。

此后隆庆二年（1568年），陕西巡抚张祉在城墙外壁和顶部筑垒青砖以改变黄土结构。[3]明末崇祯九年（1636年），陕西巡抚孙传庭为防备李自成进攻，修建了四门的“瓮城”。[3]崇祯十六年（1643年），李自成攻克西安，从长乐门进入西安，后将长乐门焚毁。[4]次年（1644年）在此称帝，国号大顺。

清代基本沿袭明制，对西安城墙进行过十二次补修，其中规模最大的是乾隆四十六年（1781年）的工程，铺设海墁，并增修排水道，统一城墙宽度：将墙根向外延伸，城顶向内收缩城墙剖面呈现梯形，增强了西安城的防御能力。[3]

1911年，辛亥革命爆发，新军从城内攻占西安，安远门是当时清军的弹药库，城楼中炮燃烧使清兵全线溃败，也使安远门毁于战火。[5]民国初年，城墙的四座闸楼及其墙段被拆除。永宁门箭楼毁于1926年二虎守长安时期，刘镇华的镇嵩军的攻击。[6]

1936年陇海铁路通车，修建西安站，修建中正门（后改称解放门），后在1952年扩建火车站广场拆除城墙[7]。直到2004年12月26日，火车站前城墙才完成合拢。[8]

在抗日战争时期，西安城墙也被作为防空洞使用。[9]

20世纪50年代初，苏联援华专家因为多家大型军工企业建设的需要，主张“拆掉城墙，发展更多的道路，解决当时的交通问题”。而规划专家主张保留西安老城格局，工业区放在东西郊区。而最终老干部主张城墙内挖防空洞可以减少空袭带来的损失，同时“城墙有利于防原子弹、防地面冲击波”，因此西安城墙得以保留。[10]1954年，北京地安门已经被拆除，外城的拆除工作也在进展中。在此风潮下，部分陕西当地领导提出“拆除封建王朝的陈墙旧砖，矗起一个新社会新城市”，西安市民也开始拔除城墙砖。[10]时任陕西省省长赵寿山因随杨虎城参加过“二虎守长安”时期守卫西安的战斗，反对拆掉城墙，他的意见受到周恩来、陈毅的重视，从而赵寿山召开会议强调“西安是我国历代名城，也是我们陕西人的骄傲，古城墙是文物古迹，我们一定保护好城墙，把西安建设成为一座现代化的文明城市。”[10]

1958年1月，毛泽东在第十四次最高国务会议上表示“南京、济南、长沙的城墙拆了很好，北京、开封的旧房子最好全部变成新房子”。两个月后在成都会议上再次指出“拆除城墙，北京应当向天津和上海看齐。”[10]1958年6月17日，西安市根据毛泽东的讲话精神召开了关于城墙存废的座谈会，会议上主张拆除的意见压倒了以时任陕西省文化局副局长武伯纶为代表的“保留派”，后武伯纶与文物界的前辈越级向国务院上书，要求保留西安城墙并得到习仲勋等人的重视。[10]在1961年，西安城墙被列入首批全国重点文物保护单位。而后，习仲勋因下令“不许拆西安城墙”等原因被革除职务，下放河南。[10]武伯纶也因此被列为“反动派”、“学术权威”和“叛徒”。[10]

文化大革命期间，因为城墙过于宏大，红卫兵又缺乏大型工程设备，因此城墙没有被推倒。[10]70年代初，因与苏联的战争风险，在城墙上挖筑了41千米长的坑洞，并在城墙内修建了仓库。[10]后西安市城防工程指挥部要求拆掉城墙，效仿北京修建地铁，陕西省委同意了该计划，但因所需资金浩大而搁置。[10]

文化大革命结束后，房地局与交通局仍主张拆掉城墙，以解决住房用地与交通问题，但在1981年，时任中共中央书记处书记的习仲勋指示要求对西安城墙认真保护。[10]

1979年，西安城墙管理所成立，开始有计划地对城墙进行修缮，对安定门进行了油漆彩绘，并整修了安远门、永宁门与长乐门。[3]1983年2月，成立了西安市城墙建设委员会。环绕城墙设立了环城公园，而当时西安城墙仅存城楼和箭楼六座，以及十四处豁口。[3][6]

1992年西安市政府主要领导在访问日本奈良市时提出了在古城墙上举行国际马拉松赛的构想[11]。1993年11月7日自第一届马拉松赛举办后起，西安每年都举行西安城墙国际马拉松赛，比赛在城墙上进行。[12]

2006年7月25日，西安城墙永宁门至文昌门段近30米长的内侧城墙发生坍塌。经调查，城墙墙顶的海墁出现沉降裂缝，而城墙墙体夯土土质不密实，连日雨水灌进墙体导致墙体坍塌[13]。城墙管委会表示：“出现墙体塌陷是城墙加固过程中，工程方面对土层进行的有控制的塌陷，城墙的整体是安全的。”[14]

2014年7月，西安城墙建起电梯，引发质疑。后来西安市文物局对西安城墙文化投资发展有限公司作出“责令改正违法行为并罚款30万元”的行政处罚决定。当日，该公司连夜拆除违建电梯，修复城垛，恢复了永宁门原貌。2014年11月罚款到位[15]。