歷代秦王和秦始皇接見各諸侯國使臣、貴賓，為皇帝祝壽舉行盛大國宴，與群臣決定國家大事都在咸陽宮中進行。
據《史記·秦始皇本紀》記載，秦始皇統一全國的過程中，“每破諸侯，寫放其宮室”，即秦國每滅掉一國，都要在在咸陽塬上仿建該國的宮殿，擴建皇宮，渭水北岸建成了各具特色的“六國宮殿”，“冀闕”、“甘泉宮”、“上林苑”等宮室145處、宮殿270座。各宮之間又以複道、甬道相連接，形成繁華的大都市。
咸陽宮象徵天帝居住的紫微宮，天帝可以從天極、即極廟而出，經過閣道，橫渡天河而達於紫微宮、阿房宮。除咸陽塬的主宮外，秦朝還在關中地區修建的300多個離宮別館，範圍涵蓋今寶雞、咸陽、西安、渭南四地市。這些離宮別館之間用各種複道、甬道、閣道等連接起來，形成一個大型封閉圈，構成廣義上的咸陽宮，直徑有80餘千米。
秦末，項羽攻入咸陽，屠城縱火，咸陽宮大半夷為廢墟。