581年2月，北周相国杨坚废周建隋，是为隋文帝。隋初仍都汉长安城。582年，由太子左庶子宇文恺设计，开始在龙首原南边（汉长安城在龙首原北）营建新城大兴城（因杨坚在北周时曾被封为大兴公，故用此名）。大兴城先建宫城，583年迁都于此。隋炀帝杨广大业九年（613）修建了外
隋关中朔方汉川诸郡图
隋关中朔方汉川诸郡图[9]
郭城。大兴城平面布局十分规整。外郭城近方形，东西长9721米，南北宽8556米，周长36．7公里，总面积84平方公里。外郭城的东、西、南三边共设9座城门：西墙由北往南为开远门、金光门、延平门；南墙由西往东为安化门、明德门、启夏门；东墙由南向北为延兴门、春明门、通化门。除了正南门明德门设5个门洞外，其余的门均开3个门洞。外郭城以北是大兴苑。《长安志》六卷记载，大兴苑“东西二十七里，南北二十三里”。隋炀帝在营筑外郭城的同时，并开龙首渠、永安渠、清明渠、引浐河、交水、潏水入城。城内靠北墙中央为宫城，正殿称大兴宫。宫城正南为皇城。城内还有l4条东西向街道和11条南北向街道，以朱雀大街为南北中轴线，两侧主相对称。全城有109坊。
隋代，文帝废郡存州，炀帝改州为郡。陕西分由17个郡（州）管辖。其辖地全在陕西境内的有9个郡（州）：京兆（雍州，治所在今西安市），冯翊（同州，治所在今大荔县）、扶凤（岐州，今宝鸡凤翔县）、上郡（敷州、今富县）、雕阴（上州，今绥德县）、延安（延州，今延安市）、上洛（商州，今商州市）、汉中（梁州，今汉中市）、西城（金州、今安康市）；其辖地部分在陕西境内的8个郡（州）：榆林（胜州，治所在今内蒙古准格尔旗）、朔方（夏州，治所在今靖边县北）、盐川（盐州，治所在今定边县）、弘化（庆州，治所在今甘肃庆阳）、北地（豳州，治所在今甘肃宁县），河池（凤州，治所在今宝鸡凤县），顺政（兴州，治所在今略阳县）、义城（利州，治所在今四川广元）。
604年杨广弑父杀兄夺取帝位后，施行暴政，激起民变。617年9月，从太原起兵的李渊渡过黄河，攻占朝邑（今陕西大荔县东），11月占领长安，立代王杨侑为恭帝，自为大丞相。618年5月，李渊逼恭帝禅位，正式称帝，定都长安，建立了唐王朝。