汉朝是刘姓王朝，有刘邦建立的前汉和刘秀建立的后汉之分，后世史学家习惯将前汉称为“西汉”、后汉称为“东汉”，这是因各自都城方位不同而来。公元前206年，刘邦受封“汉中王”。在“楚汉相争”中，刘邦打败了项羽，于公元前202年定鼎天下。当年2月28日，刘邦在山东定陶汜水之阳举行登基大典，定国号为“汉”。初都洛阳，群臣拥护，认为“其固足可恃也”。
但不久，刘邦改变了想法，将洛阳设为陪都，而定长安城为首都。原来，谋臣张良的分析起了决定作用。《汉书·张良传》记载，张良认为洛阳“其中小，不过数百里，田地薄，四面受敌，此非用武之国”;长安则“金城千里，天府之国”。
到了建武元年(公元25年)，洛阳终于迎来转机，由“著名陪都”转正为东汉的“著名首都”。这年十月，刘秀与王莽的更始政权决裂，在?(今河北高邑)登基称帝，为表明自己的刘姓正统和汉家重兴，仍以“汉”为国号，此即东汉。刘秀确定洛阳为首都(东都)后，设长安为陪都，称为“西都”。刘邦设首都于长安，而立陪都洛阳;刘秀反其道而行之，长安、洛阳角色互转。表面看很简单，实际上则是中国都城东进战略的继续。
刘邦之所以选择长安作为都城，把洛阳作为陪都，是因为当时秦朝的旧势力并未从根本上消失，都城设于秦朝旧都附近有利于稳定国势，堪舆术上叫作“压王气，镇龙脉”;刘秀选择都洛阳而陪长安有一个重要因素，就是关中的物产资源已不能够支撑首都长安的高消费。到了唐朝，高祖李渊接受隋恭帝杨侑禅让称帝，定都长安。长安是当时世界上著名的首都，但其功能和名称却屡有更改。《新唐书·地理志》记载，长安“初曰京师，天宝元年曰西京，至德二年曰中京，上元二年复称京师，肃宗元年曰上都”。
作为一国之都，为何长安的名称有这么多的变化?这与唐朝不同时期陪都的增减变化有直接关系。唐朝定都长安，但仍很重视洛阳。太宗李世民重新提升洛阳的政治地位，下令重修洛阳宫。到显庆二年(公元657年)，高宗李治重设洛阳为“东都”，正式赋予洛阳以国家政治副中心的陪都地位。武则天代唐自立后，洛阳的政治地位又一次被提升，她将其易名为“神都”。天授元年(公元690年)，武则天正式称帝后改“唐”为“周”，干脆定洛阳为首都，长安反成了陪都。
到了玄宗李隆基当皇帝时，他将“东都”称为“东京”，此时的长安名字就发生了变化，相应地称为“西京”。再后来，肃宗李亨当皇帝时，设了4个陪都，即“东京”洛阳、“北京”太原、“西京”凤翔、“南京”成都，此时的首都长安改称“中京”，唐朝形成了“五京制”。
北宋的首都为汴州开封府，即今河南开封市，时称“东京”。太祖赵匡胤即帝位后，设陪都“西京”，与“东京”相对应。北宋的“西京”并不是唐朝时的长安城，而是距宋祖陵所在的巩义较近的唐朝时的“东京”洛阳。此后，北宋又设立了“南京应天府”(今河南商丘)和“北京大名府”(今河北大名县)两个陪都。应天府和大名府，一南一北，故称“南京”、“北京”。这样，北宋都城实为“四京制”。