简称“陕”，别称“秦”，省会西安市。陕西以陕原之西得名。西汉中叶，今陕西省辖区分属于司隶校尉部、朔方刺史部、益州刺史部和凉州刺史部。东汉时分属于司隶校尉部、并州刺史部、益州刺史部、凉州刺史部和荆州刺史部。唐贞观元年（627年）分属于关内、山南两道。开元二十一年（733年）分属于京畿道、关内道、山南东道和山南西道。
宋初设陕西路，为陕西得名的开始，后分设永兴军路，以军事鄜延、邠宁、环庆、秦凤、熙河五路设陕西五路经略使。元设陕西行省和陕西汉中道。明置陕西省，后改陕西布政使司；清改陕西省，省名至今未变。
从元代开始，今陕南的大部分地区首次与关中、陕北连为一体，在一个省级政区管辖之下。明代的陕西省（布政使司），除辖有今陕西省全境外，还辖元代甘肃行省的东部；北界曾一度达到黄河。清代初年形成今陕西省辖境基本格局，陕北与内蒙古以长城为界。清代中叶以后，陕西省的北界遂向长城以北推移，形成今天的省界。
辛亥革命以后，今陕西省共设3道，即关中道、榆林道、汉中道。1928年以西安城区设立西安市，为省辖市。1930年撤销西安市，辖境划归长安县。1933年废除道的建置，以省统县；设立西京市，为中央直辖市。1936年至1939年间，在省县之间又陆续设立行政督察区专员公署，陕西省共设置10个行政督察区专员公署。1944年复设西安市，降为省辖市。1947年8月，西安升为直辖市，隶属于南京政府行政院。
1949年陕西省分设2行署区，12分区。陕北行署驻延安，辖榆林、绥德、黄龙3分区及延安、安塞、志丹、甘泉、延长、延川、子长、定边、靖边等9个行署直辖县；陕南行署驻南郑市（陕南未解放时曾暂驻湖北省郧阳。原湖北省所属郧县、郧西、竹山、竹溪、均县、房县等6县由陕南行署管辖，称两郧专区。1950年将两郧专区仍划回湖北省领导），辖商雒、安康、汉中3分区；关中的大荔、三原、邠县、咸阳、渭南、宝鸡6分区由原陕甘宁边区政府直接领导。西安市为中央直辖市。
1950年2月10日，陕西省人民政府正式成立，由西北军政委员会领导，省人民政府驻西安市；西安市由西北军政委员会领导；撤销陕北行署区和黄龙、大荔、邠县、三原分区。陕西省直辖长安县（驻韦曲），分设咸阳、宝鸡、延安、绥德、榆林、商雒、安康、汉中等9专区；陕南行署仍保留，并直接领导汉中分区所属县、市。1951年，撤销陕南行署区，改设南郑专区；安康、商雒2专区均改由省直辖。
1952年，陕西省和西安市由西北行政委员会领导；由咸阳县析置咸阳市，为省辖市；撤销咸阳专区，咸阳、鄠县、铜川3县改由省直辖，富平、耀县、高陵、三原、泾阳5县划归渭南专区，栒邑、淳化、盩厔、兴平、醴泉5县划归宝鸡专区。1953年，宝鸡市、南郑市改由省直辖；南郑市改名为汉中市，南郑专区改称汉中专区。1954年，陕西省改由中央直接领导，西安市由中央直辖市改为陕西省辖市。
1956年，撤销渭南、宝鸡、绥德3专区，将渭南专区所属高陵等18县，宝鸡专区所属兴平等18县及太白区改由省直接领导，原绥德分区所属各县并入榆林、延安2专区。1958年，撤销铜川县，改设铜川市，由省直接领导；汉中市划归汉中专署领导；撤销富平、耀县2县，并入铜川市；撤销宝鸡县和太白区，并入宝鸡市；撤销咸阳县，并入咸阳市；撤销泾阳、高陵、淳化3县，并入三原县；撤销白水、澄城2县，并入蒲城县；撤销郃阳县，并入韩城县；撤销朝邑县，并入大荔县；撤销潼关、华阴、华县3县，并入渭南县；撤销醴泉、永寿2县，并入乾县；撤销长武、栒邑2县，并入邠县；撤销岐山、麟游2县，并入凤翔县；撤销汧阳县，并入陇县；撤销武功、扶风2县，并入兴平县；撤销郿县，并入盩厔县。全省共撤销47县和黎坪、太白2区，合并后为5市、47县。
1960年，将原由省直辖的盩厔、邠县、兴平、乾县4县划归咸阳市领导，将陇县、凤翔2县和汉中专区的凤县划归宝鸡市领导。1961年，恢复武功等43县，复设宝鸡、咸阳、渭南3专区，将宝鸡、咸阳、铜川3市分别交由宝鸡、咸阳、渭南3专署领导，原由省直辖的三原县划归咸阳专区，渭南、蒲城、韩城、大荔4县划归渭南专区。1963年汉中市改为省辖市。1964年，商雒专区改名为商洛专区，盩厔县改名为周至县，郿县改名为眉县，醴泉县改名为礼泉县，郃阳县改名为合阳县，鄠县改名为户县，雒南县改名为洛南县，邠县改名为彬县，鄜县改名为富县，葭县改名为佳县，沔县改名为勉县，栒邑县改名为旬邑县，洵阳县改名为旬阳县，汧阳县改名为千阳县；撤销汉中市，设立汉中县。
1966年，铜川、宝鸡2市改由省直辖，将咸阳市划归西安市领导。1970年，原榆林、延安、宝鸡、咸阳、渭南、商洛、安康、汉中等8专区分别改为地区。1971年，撤销宝鸡地区，原宝鸡地区所属各县划归宝鸡市领导；将咸阳市划归咸阳地区领导。陕西省辖西安、铜川、宝鸡3市，榆林、延安、渭南、咸阳、汉中、安康、商洛等7地区。
1983年撤销咸阳地区，所辖各县划归咸阳市，为省辖市。1996年，改渭南地区为地级渭南市，改汉中地区为地级汉中市。1997年，改延安地区为地级延安市。1999年12月，改榆林地区为地级榆林市（2000年7月1日正式设立）。2000年6月，改安康地区为地级安康市（2001年元月1日正式设立）。2001年，改商洛地区为地级商洛市。
截至2014年末，陕西省辖10个地级市，25个市辖区、3个县级市、79个县（合计107个县级行政区划单位）。