陝西曆史博物館共分為三個展廳,第一展館、第二展館和第三展館。
展示内容大緻分别為:
1、第一展館:第一單元《人猿揖别》,主要展示距今115萬年前的先民遺存,第二單元《鳳鳴岐山》,主要展示西周王都的豐富遺迹,第三單元《東方帝國》,主要展示秦帝國以兵馬俑為代表的文物。
2、第二展館:第四單元《大漢雄風》,主要展示漢都長安、漢家陵阙和典型漢代文物,第五單元《沖突融合》,主要展示陝西民族大融合、佛教東漸豐富的文化遺存及宗教文物。
3、第三展館:第六單元《盛唐氣象》,主要展示中國古代鼎盛時期隋唐時代典型遺存,第七單元《告别帝都》,主要展示唐以後作為西北區域中心的陝西。