隋于汉长安城东南筑新城，名大兴城，在今西安城及城东、城南、城西一带，即唐长安城。 隋朝开国之初，都城仍在长安旧城，因久经战乱，残破不堪。而且宫室形制狭小，不能适应新建的统一国家都城的需要。加之几百年来城市污水沉淀，壅底难泄，饮水供应也成问题。因此，隋文帝放弃龙首原以北的故长安城，于龙首原以南汉长安城东南选择新址。开皇二年(582)正月，命宇文恺负责设计建造新城--大兴城，翌年三月竣工。(习惯上仍称长安。)宇文恺把龙首原以南的6条高坡视为乾之六爻，并以此为核心，作为长安城总体规划的地理基础。“六坡”是大兴城的骨架，皇宫、政权机关和寺庙都高高在上，与一般居民区形成鲜明对照。冈原之间的低地，除居民区外，则开渠引水，挖掘湖泊，增大了城市的水域。大兴城充分利用地形的优势，增大了立体空间，显得更加雄伟壮观。大兴城的平面布局整齐划一，形制为长方形。全城由宫城、皇城、外郭城三部分组成，完全采用东西对称布局。外郭城面积约占全城总面积的88.8%，居民住宅区的大幅度扩大是大兴城建筑总体设计的一大特点。大兴城在当时的世界上是最为巨大的城市，是汉长安城的2.4倍，比同时期的拜占庭王国都城大7倍，较公元800年所建的巴格达城大6.2倍。
在此之前，从秦汉一直到南北朝(除曹魏、北魏、东魏北齐)，都城之中的城市格局，没有章法，没有布局，皇宫、官署、民居，交错相处，十分杂乱。至大兴城之后，都城的均衡对称格局开始，形成方正布局，皇宫、皇城、民居三个部分相对分开，界线分明，既安全，又实用，全城以对准宫城、皇城及外郭城正南门的大街为中轴线。在外郭城范围内，以25条纵横交错的大街将全城划分为109坊和东、西两市。这种方格网式的规划，使整个城的平面如同棋盘。坊之四周筑有坊墙，开四门，坊内设十字街，十字街和更小的十字巷将全坊划分为16区。坊内实行督察制度，管理严格。商业交易活动则被限制于同样呈封闭状态的东、西两市之内。
这种置宫城和衙署区于城之西北隅，采取方整的里坊布局的规划多为当时甚至后世的地方州县城所取法。
大、中型州府城和县城的面积，一般分别相当于京、都城中的16坊、4坊和1坊的面积，而布局则大致相同，即在大体呈方形的城之每面正中各开一门，城内以十字街将全城分为四区，每区的坊数依州府县之等次而不同。在每大区中又设小十字街和更小的十字巷。层层十字街巷的规划是隋唐时期城址布局的特点之一，反映了封建等级制度森严时期特有的城市形态。
唐代长安城的经济和文化在唐玄宗开元年间发展得十分迅速。盛唐时期，它已是当时世界上最大最繁华的国际大都市，盛唐时通常情况下城墙内有五十万户籍人口，极盛时城内人口达到百万。安史之乱后走向衰落。763年，唐代长安城被吐蕃占领15天。晚唐时黄巢攻入长安，在黄巢军和唐军的厮杀之中，城市遭到严重破坏。天祐元年(904年)，朱全忠挟持唐昭宗，并把宫室拆毁，屋木也一起运走。后来，驻守长安的佑国军节度使韩建认为城广人稀，不利于防守，于是对城市进行改筑，缩为“新城”，也就是五代、宋、金、元的长安城。至此，有着总计306年历史的隋大兴城或唐长安城便宣告废弃。