Thời Đường, triều đình lập thêm cấp đạo trên các đơn vị châu (quận). Toàn lãnh thổ Đại Đường lúc đầu được chia thành 10 đạo, khi đó khu vực Quan Trung và Thiểm Bắc của Thiểm Tây ngày nay thuộc Quan Nội đạo, Thiểm Nam thuộc địa giới của Sơn Nam đạo. Đến trung kỳ nhà Đường, toàn quốc được chia thành 15 đạo, Thiểm Tây khi đó phân thuộc quyền quản lý của 4 đạo. Kinh Kỳ đạo tách khỏi Quan Nội đạo, quản lý khu vực ở phía nam của một đường từ Trường Vũ đến Hàn Thành, khu vực phía đông của Phượng Tường, có trị sở đặt tại Trường An. Quan Nội đạo do quan ở kinh thành quản lý từ xa. Khu vực phía đông An Khang thuộc Sơn Nam Đông đạo, trị sở đặt tại Tương Phàn của Hồ Bắc ngày nay. Khu vực từ An Khang về phía tây thuộc về Sơn Nam Tây đạo, trị sở đạo này đặt tại Hán Trung ngày nay. Thời Đường, có ba phủ nằm trên địa phận Thiểm Tây ngày nay, đó là Kinh Triệu phủ (trị sở tại Trường An), Phượng Tường phủ (trị sở tại huyện Phường Tường ngày nay), Hưng Nguyên phủ (trị sở tại Hán Trung ngày nay).