西漢長安城平面不規則，東壁平直，其余三壁隨地形和運河曲折。據實測周長25公裏以上，漢代約62裏強。城外挖有壕溝。每面墻上有三個門，從北到南，東墻有宣平門、清明門和巴城門，西墻有雍門門、枝城門和張成門，北墻上有羅城門、廚房門和橫門，南墻上從東到西有安門和Xi安門。發掘證實，每扇門都有三個門道，每個門道寬6米，可容納四條軌道。巴城、福昂、Xi安、張成四門與長樂、未央宮相對，其余八門與城中壹條直街相連。每條街分為三條平行的路，中間是皇帝專用的車道，兩邊的路是供官民行走的。班固的《西遊記》指的是長安的道路和城門。
漢代長安城的宮殿分布占整個城市面積的2/3。長樂宮位於城市的東南部。漢高祖時是聽政之地，惠帝後來成了太後的行宮，占全市面積的1/6。城西南的未央宮是會址，占地1/7的全城。其前殿宏偉，基座南北長350米，東西寬200米，現高約15米。未央宮北闕附近有壹座貴族宅邸，稱為北闕嘉邸。桂宮位於未央宮的北面，西與宮隔城相望。周長為5300米的平面矩形。貴宮以東有龔蓓，長樂宮以北有明光宮。長樂宮和未央宮之間有壹座軍械庫，平面呈長方形，內含七個倉庫。倉庫被夯墻分隔成幾個房間，用來放置木制武器架。兵器架的石基、銅鐵兵器、鐵甲等都有發掘。
城內的工商業區集中在西北角的橫門街兩側。根據文獻記載，有九個城市。在這個地區發現了許多千帆和陶俑，表明當時有作坊。