汉武帝当政时期，西汉的都城在长安。
秦末汉初，长安其地时为秦都咸阳的一个乡聚，是秦始皇的兄弟长安君的封地，因此被称为“长安”。汉初，高祖刘邦下诏，相国萧何主持营造都城长安，开启了汉帝国的宏大基业。
公元前202年刘邦击败项羽，娄敬建议定都关中，但群臣大多是从东方而来，纷纷反对。刘邦征询张良，张良说：“东周虽然比秦晋两世好，但雒邑城郭仅数百里，田地太薄，四面都是平地，容易遭受到攻击。反观关中有函谷关、陇蜀的沃野千里，南边有巴蜀的富庶，北边有胡人畜牧的便利，可以在三面防守，并向东方牵制诸侯，只要握住渭水通运京师，当东方有变，就可以顺流而下。正所谓金城千里，天府之国。娄敬说的没错。”于是刘邦决意定都长安，并拜娄敬为郎中，赐刘姓。
汉高帝五年（前202年）置长安县，高帝七年，定都于此。刘邦开始在渭河南岸、阿房宫北侧、秦兴乐宫的基础上重修宫殿，命名为长乐宫。高祖七年（前200年）建造了未央宫，同一年由栎阳城迁都至此，因地处长安乡，故命名为长安城。汉惠帝元年（前194年）至五年（前190年）建造城墙。汉武帝设京兆尹治理长安，对长安城进行了大规模扩建，兴建北宫、桂宫和明光宫，并在城西扩充了上林苑，开凿昆明池，建建章宫等。
