[秦汉]秦汉时，延安属上郡（郡治肤施，今榆林市南）。秦昭王时期，秦在延安一带置高奴县，县治在今延安城东尹家沟。这是延安筑城之始，其城垣至今犹存。秦统一六国后，大将蒙恬统兵30万北击匈奴，后又监修长城和秦直道。汉武帝时曾大量移民和屯戍，使陕北等地农业经济空前发展，被誉为“新秦中”（意为富庶如关中）。汉虞诩《奏复三郡疏》有“水草丰美，上宜产牧，牛马衔尾，群羊塞道”的描述。

[魏晋南北]三国，延安为羌胡所据。东晋义熙三年（407），匈奴铁弗部赫建立大夏国。其在延安城东修筑丰林城（今宝塔区李家渠镇周家湾村）。宋代沈括曾考察该城，谓之坚密如石，城不甚厚，但马面极长且密，利于战守，赞叹“赫连之城，深为可法也”。西魏，设东夏州，领遍城郡、朔方郡、定阳郡、上郡；设北华州，领中部郡、敷城郡。延州和延安之名始见于《隋书》。《地理志》云：“延安郡后魏置东夏州，西魏改为延州，置总管府，开皇中，府废统县十一，户五万三千九百三十九。肤施大业三年置及置延安郡，有丰林山丰林后置魏，曰广武及遍城郡，开皇初郡废，十八年改为丰林，大业初又并沃野县入焉魏平后魏置，并立朔方郡，后周废郡，并朔方、和政二县入焉金明有治官，有清水临真有西魏神木郡、真川县，后周废郡，大业初真川入焉延川西魏置，曰文安及置文安郡，开皇初，郡废，改县为延川延安西魏置，又置义乡县，大业中，废义乡入焉因城后魏置，后周废，寻又置义川西魏置汾州、义川郡，后改州为丹州；后周改县为丹阳，开皇初，郡废，改县曰义川，又废乐川郡入；大业初，州废，又拔云岩县入焉汾川旧曰安平，后周改曰汾川，大业初，废门山县入焉咸宁旧曰永宁，西魏改为太平，开皇中改为咸宁。”另记载，大业二年延安南部设富城郡，后改为上郡，统县五（洛交、内部、三川、富城、洛川）。

[唐宋]唐武德元年（618）改延安郡为延州总管府，领肤施、丰林、延川三县，管南平、北武、东夏三州；改上郡为富州，领洛交、洛川、三川、伏陆、内部、富城六县。宋代，属永兴军路，设延州、富州、丹州、坊州。这一时期，宋与西夏战事频繁，宋代名臣庞籍、范雍、韩琦、范仲淹等在此御敌。宋元佑四年（1089），升延州为延安府。金置彰武军部管府。金夏在保安军（今志丹）置榷场互市。

[民国]民国2年（1913），本境属榆林道。民国17年（1928），撤道，各县由省直辖。民国24年（1935），9月，延安南北各县分属国民政府陕西省第三、第二行政督察区。1944年，陕西省第三行政督察专员公署驻洛川，初领洛川、甘泉、宜川、富县、中部、宜君、6县，后领洛川、黄陵（1944年由中部县改称）3县及黄龙设治局。1948年3月~4月，人民解放军相继解放第三行政督察区所辖各县。1926年初，李象九、谢子长等创建中共宜川军队第一、第二特别支部；春夏，陕西省立第四中学（延安）建立中共延安特别支部。是为延安最早的中共地方组织。20世纪30年代，刘志丹、谢子长等在延安境内开展武装斗争，创建陕甘边和陕北两个革命根据地。1935年11月，称陕甘省和陕北省。1935年10月，中共中央长征到达吴起镇。1937年9月，陕甘宁边区成立，10月，成立延安市政府，直隶于边区政府。1942年始置吴旗县，属三边分区。同年11月，设延属分区，1月成立行政督察专员公署，辖延安市及延安、富县、甘泉、志丹、安塞、子长、延川、延长、固临10县（市）。1948年1月，陕甘宁边区设黄龙分区，辖洛川、黄陵、宜君、宜川、黄龙等10县；次年2月，增辖富县。1949年5月，撤延属分区，设陕北行政区，卫北行政公署驻延安，辖榆林、三边、绥德、黄龙4个分区及延安、延长、延川、子长、安塞、志丹、甘泉7个直属县。