公元前350年，秦孝公迁都咸阳，开始了咸阳作为秦都城的历史。到了秦王嬴政时，“奋六世之余烈，振长策而御宇内”，完成了“扫六合，混天下”的大业。公元前221年，秦始皇正式以咸阳为统一全国后的都城，使咸阳成为继丰镐之后西安一带又一座宏伟的帝都。
咸阳城的修建经历了秦孝公、秦惠文王、庄襄王、秦始皇等不同时期。在统一六国时，秦王就在咸阳北阪上，即今咸阳东的渭城到杨家湾之间的北原上修建了风格迥异的“六国宫室”。统一六国之后，又在渭河南北大规模地扩建成咸阳宫，使它成为向全国发号施令、接见朝臣和来使的地方（当年荆轲刺秦王惊心动魄的一幕就发生在这里），又在渭河之南修建庞大的信宫，并以甬道同甘泉前殿、骊山温泉及渭北咸阳诸宫相连，使信宫成为可与咸阳宫匹敌的政治中心。当年始皇“焚书”、“坑儒”等重大历史事件就是在这里议决的。此外还在渭河之南的上林苑中，扩建和再建了朝宫。
闻名于世的阿房宫，亦名阿城，是朝宫的前殿。它创建于秦惠文王时，扩建于秦始皇时。朝宫规模宏大，始皇在位时仅建成了前殿，根据《史记·秦始皇本纪》的记载：“前殿阿房，东西五百步，南北五十丈，上可以坐万人，下可以建五丈旗。周驰为阁道，自殿下直抵南山，表南山之巅以为阙，为复道。自阿房渡渭，属之咸阳。”殿前立有12个铜人，用收缴六国的兵器熔铸而成，各高3丈，重24万斤。大门用磁石做成，防带兵器之人进入。唐代诗人杜牧的《阿房宫赋》淋漓尽致地描绘了阿房宫的壮丽景色：“覆压三百余里，隔离天日。骊山北构而西折，直走咸阳。二川溶溶，流入宫墙。五步一楼，十步一阁；廊腰缦回，檐牙高啄；各抱地势，勾心斗角。”虽有文学之夸张，但却写出了阿房宫的气势。
阿房宫遗址实为朝宫的前殿遗址，在今西安市西郊赵家堡和大古村之间。1956年陕西省文物管理委员会、陕西省考古所相继对遗址进行勘查和发掘。在阿房村的南边发现了一处夯土台基，东西约1公里，南北约0.5公里，高20米，当地人称之为“始皇上天台”。村的西南还有一处长方形的台地，面积约26万平方米，当地俗称“郿坞岭”。这两处是保存至今最显著的阿房宫建筑遗迹。