东汉魏晋南北朝时期

25年6月，刘秀在洛阳建立东汉王朝。关中仍保留“三辅”称号，长安仍维持京兆府的名义，汉中郡由益州刺史辖(治所在成都)，陕北属并州刺史辖(治所在晋阳)。

东汉末年(190)，关东军阀推袁绍为盟主，讨伐董卓。董卓挟汉献帝刘协西迁长安。192年4月，王允、吕布等谋杀董卓。6月，董卓部将李傕、郭汜、樊稠等攻入长安，“放兵虏掠，死者万余人。”(《后汉书·董卓传》)。195年，李傕、郭汜、樊稠又互相攻杀，陕西经历了一次大浩劫，“长安城中，盗贼不禁，白日虏掠……人相食，白骨累积，臭秽满路”(《后汉书·董卓传》)。“二、三年间，关中无复人迹。”(《通鉴纪事本末》第八卷)。

三国时期，陕西关中属魏的雍州所辖，治所在长安；今石泉以东陕南各县，属魏的荆州所辖(治所在今河南省新野)；陕南西部为蜀的益州所辖(治所在今四川省成都市)；陕北各处，为羌胡各族的游牧地区。

313年，晋怀帝被杀，司马业在长安即位，是为晋愍帝。316年8月，刘曜进兵关中，11月，晋愍帝出降，西晋从此灭亡。319年，刘曜改国号为赵，定都长安，史称前赵。前赵时期，关中和商洛地区为其所辖。陕北由后赵占据，汉江上游为成国占据，今石泉以东地区为东晋辖地。328年，后赵羯人石勒在洛阳生俘刘曜，次年进军关中，取长安，前赵亡。

350年，氐人苻洪乘后赵内乱进军关中，次年其子苻健在长安称帝，史称前秦。357年，苻坚即位。370年，苻坚用谋士王猛的建议，迁燕地王公及鲜卑人4万余户到长安；次年，又迁关东豪强和其他少数民族15万户到长安和关中，关中经济较前有所恢复。384年3月，鲜卑人慕容泓据华阴，自称雍州牧、济北王，4月建元燕兴(史称西燕)。385年，慕容冲率西燕兵战败前秦入长安。

386年4月，姚苌乘西燕内乱攻入长安，改国号大秦，史称后秦。后秦时期，关中和陕北为其统治，陕南地区为东晋所占。417年8月，东晋刘裕攻入关中，后秦亡。

413年3月，曾投奔后秦姚兴的匈奴人赫连勃勃(于407年建立大夏国)，在朔方之北、黑水之南，建国都统万城(今陕西靖边县红墩界乡)。418年，赫连勃勃率大军南下，攻陷咸阳，占据长安，称帝，改元昌武。419年，赫连勃勃还都统万城，留太子守长安。425年，赫连勃勃死。次年，北魏攻占了统万城和长安。

535年，鲜卑人宇文泰立南阳王宝炬为帝，都长安，史称西魏。西魏时期，陕西关中、汉江上游，均为其控制。556年，宇文泰死，其子宇文觉嗣爵。

557年，宇文觉称天王，建立北周。581年，北周为隋所代。