古属雍州，夏商时属古杜柏国。
西周时期属周都丰镐近畿之地。
秦穆公元年筑霸城（即芷阳）。
秦王政二十六年（前221）统一六国，实行郡县制，在都城咸阳设郡一级内史，芷阳属内史管辖。
西汉时期汉文帝七年（前197），在狄寨塬为其母薄太后筑陵，置南陵为县，县治在南大康村北。
汉文帝九年（前195）又在薄太后陵北为其营建霸陵，改芷阳县为霸陵县。
汉武帝太初元年（前104）将秦内史地改置京兆尹。
汉宣帝元康元年（前65）因其父刘进的墓地奉明园筑于东郊韩森寨而设置奉明县。
平帝元始四年撤销奉明县归长安县。
新莽天凤二年（15）王莽更霸陵县为水章县。
汉淮阳王刘璇更始元年（23）复水章县为霸陵县。
东汉时期，霸陵县仍归京兆尹管辖。
三国时期，曹魏占据中国北部地区，实行州、郡、县制度，属魏国雍州之地。
三国魏正始五年（244）改霸陵县为霸城县。
南北朝时期，霸城县属京兆郡。
北周明帝二年（558）属万年县。
周武帝建德二年（573）属万年县。
隋唐时期，隋文帝杨坚开皇三年（583）改万年县为大兴县，属京兆郡。
唐高祖李渊武德元年（618）复大兴县为万年县。
唐武德七年（624）废芷阳县入万年县。
唐天宝七年（748）改万年县为咸宁县。
唐肃宗乾元元年（758）复咸宁县为万年县。
五代时期，后梁太祖开平元年（907）改万年县为大年县。
后唐庄宗同光元年（923）复大年县为万年县。
宋朝时期，宋徽宗宣和七年（1125）改万年县为樊川县（宋时）。
金世宗大定二十一年（1181），复樊川县为咸宁县。
元朝时期，实行省、路、府（州）、县四级行政体制，改京兆府为安西路，后改安西路为奉元路，咸宁为其辖地。
明朝时期，明太祖洪武二年（1369），咸宁县为西安府辖地。
清朝时期，咸宁县隶属西安府。
1913年2月撤销咸宁县，并入长安县。
1949年建国后，于1955年元月设立西安市灞桥区。
1965年10月撤销灞桥区建制，划归西安市郊区。
1966年5月份，分属西安市郊区、新城区。
1980年撤销郊区，恢复灞桥区建制。