明代改奉元路为西安府，洪武四年（公元1371年）将咸阳迁到渭水驿，即现在秦都区所在地，后置三水县、长武县。明末，境内有西安府的咸阳、兴平、泾阳、三原、醴泉5县，乾州及所辖武功、永寿2县，邠州及所辖淳化、三水、长武3县。清代除将乾州、邠州改省直隶州外，仍延明旧制。

　　1912年中华民国成立后，省以下的地方政区改为道、县两级，咸阳归关中道管辖。1933年撤销道制，只存省、县两级。1935年后陕西全省县以上设10个行政督察区，境内置有第二、第七、第九、第十等4个督察区的辖地。同一时期，中共中央成立苏维埃中央政府西北办事处，在今旬邑县、淳化县和铜川耀州区一带设关中特区，1940年改为关中分区。1948年6月至1949年9月，关中各县相继解放，撤销关中分区，在市境设置三原、咸阳、邠县三个分区。1950年5月撤销三原、邠县分区，咸阳分区改为咸阳专区。1961年10月，咸阳专区辖咸阳市及兴平、鄠县、盩厔、高陵、三原、泾阳、淳化、醴泉、乾县、永寿、栒邑、邠县、长武13县。1964年9月10日，经国务院批准，改醴泉为礼泉、栒邑为旬邑、邠县为彬县。1969年，咸阳专区改名咸阳地区。

　　1984年，撤销咸阳地区，咸阳市改为省辖市，高陵、周至、户县划归西安市，原宝鸡地区的武功县、杨陵区划归咸阳市，原县级咸阳市改为秦都区，咸阳市辖秦都、杨陵2区及武功、兴平、泾阳、三原、礼泉、乾县、永寿、彬县、长武、旬邑、淳化11县。1986年12月，以市区乐育路为界，分秦都区东部置渭城区。1993年6月18日，经国务院批准，兴平撤县设市（县级市）。1997年7月，国务院决定建立杨凌农业高新技术产业示范区，示范区管委会为省政府直属派出机构。

　　截止2011年初，咸阳市下辖秦都区、渭城区、兴平市、武功县、乾县、礼泉县、泾阳县、三原县、永寿县、彬县、长武县、旬邑县、淳化县，共2区1市10县，135个镇、16个街道办事处，汉、回、蒙、藏等41个民族，其中汉族约占99.8%,全市非农业人口96万人。