为了增强帝都治安，长安实行了严格的夜禁制度，宫城，皇城各门，郭城门以及坊市之门，根据在直通郭城门的6条大街上设立的街鼓，每日定时启闭：夕阳西下，首先是承天门上暮鼓敲动，然后六街之上，街鼓紧随其动，擂动八百声，各门遂闭，行人禁行，所谓"六街鼓尽行人歇，九衢茫茫空对月"。夜禁之后，有骑卒巡街叫呼，武官巡查夜探，城门坊角，都设有武侯铺，内置卫士百人至5人不等，因公事或者吉凶疾病等急事者，必须持有府县或者本坊的"文牒"才可出行。每年只有在三元放灯之夕，夜禁制度才临时解除，各门大开，允许百姓市民出门观灯，所谓"金吾不禁夜，玉漏莫相催"。
唐长安城的皇城和宫城位于大兴城的北部，皇城和宫城东西三面相接。根据考古勘察，皇城南面第一条大街宽度有120米，皇城东面第一街宽度为134米，皇城西面第一街因破坏严重，测得最宽处为68米，隋大兴城建成时皇城和宫城墙已经建好。根据《长安志》的记载：宫城墙高万丈五尺，合今10.3米之高，由于皇城和宫城墙是在初建时一次修成的，因此，可以推测皇城墙应与宫城墙高度基本相同。皇城墙和宫城墙修建得极为坚固，隋唐两朝前后数百年，都没有对其进行过大规模重建。
1986年，考古工作者在今西安城甜水井街新开口处，成功发掘了位于皇城西南角的含光门遗迹，含光门平面呈长方形，东西长37.4米，南北宽19.6米，有3个门道。在今天含光门博物馆内，游客可以清晰看到一段保存完好，拥有隋唐、五代、宋元、明清、近代5个夯土层断面的城墙遗迹，以及唐代城墙过水涵洞。
宫城是全城设计的核心。唐长安城中共有三处宫殿群，太极宫承隋之旧，坐落在全城南北中轴线最北端，布设在都城北部正中"九二"高坡偏南的最高处，内有殿、阁、亭、馆三四十所，建筑韵律庄重严整，有威严的气势。太极殿巍峨高大，甘露殿"月宇临丹地，云窗网碧纱"，凌烟阁"画阁凌虚构，遥瞻在九天。丹楹崇壮丽，素壁绘勋贤"，北面正门玄武门"城高凤楼耸，场迥兽侯新"。四面共有城门10座，南面正门承天门上建有高大的楼观，横街是一个开阔宏大的广场，唐玄宗常游宴于此。衙署是都城的行政中心，当然以紧靠宫城最为适宜，故皇城被安排位于宫城正南的"九三"高坡之上。
在原有太极宫的东北，位于龙首原东趾"北据高原，南望爽恺"之地，是大明宫。最初名为大安宫，是太宗为了安置退位的太上皇李渊所置，在高宗朝重新开始大规模修建，体现了高宗朝以降，加强皇权内廷势力，削弱外朝的意图。每逢元朔朝会，来朝者仰望玉座，若在霄汉，有一种拔地而起上接云霄的气魄。大明宫通过地势的崇高、形体的巨大、环境的肃穆威严，将皇权至尊的观念实体化。自1998年起，大明宫遗址就开始了规模宏大的普查与发掘工作，考古发掘探测的结果，位于南宫墙的建福门东西宽度35米，南门长约17米，拥有3个门道，从今天存留在探方里的，宽度达6米的深色夯土层来看，高耸巍峨的城墙可达6至9米高。大明宫的太液池，分为东西两池，西池水面面积达到了惊人的14万平方米，除了史料上记载的蓬莱岛，太液池内还有两座岛屿，在太液池周围，考古工作者发现了大量青石制的廊柱础石、步道，以及5件残损的鸱尾，众多的灰陶质兽面，莲花纹方砖。"这些发掘都证实了文献中关于太液池边景观的描述，《旧唐书宪宗本纪》说，太液池周围廊庑四百间，南岸与西岸都有宫殿、水榭、楼阁。作为整个大明宫遗址的中心，今日的含元殿遗址已经探明拥有58个柱础，每根殿柱直径在70厘米左右，《大唐六典》中，记载含元殿"南去丹凤门四百余步，东西广五百步，殿前玉阶三级，每级引出一螭首，其下为龙尾道，委蛇屈曲凡七转"。探测察明，殿内两列内柱间距9.7米，并与相邻前后檐柱相距9.2米，形成十三间的面阔，五间的进深。"由此可推算，含元殿大约东西长60余米，南北宽40余米，殿前有两座阁楼式建筑，翔鸾阁与栖风阁，在含元殿前东西两侧高台上，既可南观长安城坊市，也可北望宫城其他建筑。
为了解决这座宏大都市中士庶百姓、皇廷贵族的生活用水、环境用水与水运，隋唐两代王朝在扩建长安城的同时，充分利用了"八水绕长安"这一丰富的水源条件，分别从长安的东南西三面修建渠道，引水入城。长安城有细水穿流之余，更有树木成荫，所谓"垂杨十二衢，夹道夭桃满"，晋昌坊大慈恩寺前有水竹森邃，太极宫中有大片石榴林，东苑附近有梨园、樱桃园与葡萄园，宫内水面往往是荷叶覆盖，在2009年进行的考古发掘中，大明宫太液池中发现了一片淤泥，里面居然有一大片完整的荷花叶，根茎印迹，根据植物孢子粉测定，宫苑水池周围还种植有大量的柏树与柳树，从而印证了唐代诗歌中关于长安"园林树木无闲地"的叙述。
以太极宫为中心，整个长安城布局如同棋盘，街道纵横交错，著名诗人白居易在《登观音台望城》中，居高临下，用"百千家似围棋局，十二街如种菜畦"的诗句生动概括了长安城的格局。
在唐代长安的东南，拥有曲江池、乐游原两处自然形成的地貌，丰富了整体景观。乐游原延展于外郭城东南之升平、新昌诸坊间，平均海拔450米，位于升平坊东北隅的乐游庙海拔则达480米，所以《长安志·唐京城》记载说："乐游原居京城之最高，四望宽敞，京城之内，俯视指掌。"无怪乎杜甫说"华诞势最高，对酒平如掌"。因地处最高，极目四望，曲江如一涨清澈的潭水泛着粼粼涟漪，坊里屋舍如层云绵延，烘托着皇城与宫城高入云霄的城阀。规划布局把建筑与交错起伏的地貌完美统一在一起。
随着城市功能性分区的诞生，长安出现了坊(居住区)与市(商业区)分隔发展的格局。长安之"市"分为东市和西市，是当时全国贸易中心，这里商贾云集，邸店林立，据近代考古发掘显示，东市南北长1000余米，东西宽24米，面积为0.92平方公里。市的四周，每面各开二门，共八门。西市内四街宽16至18米，主要为车马道，两旁有排泄水沟，及1米宽的人行道。市中"四方珍奇，皆所积集"，周围坊里居住有不少外商，从而成为一个国际性贸易市场。其中尤以中亚与波斯(伊朗)、大食(今阿拉伯)的"胡商"最多。
唐都长安因此是公元7、8世纪时世界第一的国际性大都会，全盛时期大约100万的总人口中，各国侨民和外国居民大约占到总数的2%左右，仅是流寓在长安的西域各国使者就有4000多人。哥伦比亚大学历史学教授卡林顿·古德里奇因此在《中国人民简史》中感叹："长安不仅是一个传教的地方，并且是一个有世界性格的都城，内中叙利亚人、阿拉伯人、波斯人、达旦人、西藏人、朝鲜人、日本人、安南人和其他种族与信仰不同的人都能在此和平共处，这与当日欧洲因人种及宗教而发生凶狠的争端相较，成为一个显明的对照。"
长安城既是唐王朝政治经济的中心，也是唐代士人精英豪迈自信、积极乐观的情怀的寄托与具体体现。无论是岑参的"花迎剑佩星初落，柳拂旌旗露未亁"，还是刘禹锡的"春明门外即天涯"，抑或骆宾王的"三条九陌丽城隈，万户千门平旦开。复道斜通鳷鹊观，交衢直指凤凰台"，都展示了长安从一座具象城池向盛唐精神文化符号的过渡与升华
"天宝以后，长安景象，日渐衰耗"，安史之乱，终结了唐王朝中期的繁荣景象，地方藩镇林立，李唐中央政府地位的衰落，导致这座壮丽的都城开始频繁遭遇战乱民变的蹂躏之灾：广德元年(763)十月，吐蕃兵入长安，唐代宗李豫出逃陕州，吐蕃"剽掠府库市里，焚官舍，长安中萧然一空"。唐僖宗中和三年(883)四月，黄巢起义军退出长安，"焚宫闱，省市，居第略尽"，而前来勤王的诸道官军军纪败坏，入城后对残破的长安继续"纵火焚剽"，导致长安"宫室居市闾里，十焚六七"。此后虽然经京兆尹王徽修复，但长安内外已是"荆棘遍城，狐兔纵横"。此后，僖宗光启元年(885)、昭宗乾宁三年(896)河中节度使王重荣、凤翔节度使李茂贞分别率兵攻入长安，又大肆洗劫，迫使唐皇出逃。
