Năm 1253, đại hãn Mông Cổ phân phong chư vương, Quan Trung trở thành đất phong của Hốt Tất Liệt. Năm 1271, Hốt Tất Liệt thiên đô về Yên Kinh, đổi quốc hiệu thành "Nguyên". Năm 1272, Hốt Tất Liệt phong cho con trai thứ ba là Mang Ca Lạt (忙哥剌) làm An Tây vương, lập phiên tại Thiểm Tây. Thời Nguyên, Trung Quốc phân thành các hành tỉnh, Thiểm Tây hành tỉnh có trị sở đặt tại Tây An ngày nay, quản lý toàn bộ Thiểm Tây ngày nay, cũng như khu vực phía đông Lan Châu của Cam Túc ngày nay và phía nam trung bộ Ngạc Nhĩ Đa Tư của Nội Mông hiện nay. Đến giữa thời Nguyên, An Tây vương phủ bị phế trừ, An Tây lộ đổi tên thành Phụng Nguyên lộ.