漢高帝聽了婁敬的勸說，已傾向於定都關中；張良駁斥群臣的一番論證，強調是地理形勢與國家的安危，是對婁敬見解的升華，這就容不得漢高帝再有半點猶豫了。
以從諫如流而著稱的漢高帝，在聽完張良的意見後，當日便下令起駕動身，西行定都關中。
西漢王朝定都於關中的這件大事，便以婁敬和張良的建議被漢高帝采納而成為事實。對於西漢王朝來說，定都於關中無疑是一個正確的抉擇。
漢高帝於五年五月自洛陽啟程返回關中，六月壬辰日，於都城櫟陽發布大赦天下的詔令。七月，燕王臧荼反叛，漢高帝率兵親征。九月，俘虜臧荼，立太尉長安侯盧綰為燕王。閏九月，營建新都長安，修建長樂宮。
漢高帝選定位於渭水南岸的原秦朝興樂宮故地作為漢帝國新都的基地，取名長安。它位於今陝西西安城西北約10公裏處的的渭水南岸的南高北低的台地上，城市平麵大體上近似方形。漢高帝五年閏九月營建的長樂宮和漢高帝六年營建的未央宮，是都城長安城內最主要的兩個宮殿區。長樂宮在都城南半部分的東側，未央宮在都城南半部分的西側，這兩個宮殿區便占據了主城麵積（約36平方公裏）的1/3.據考古勘測得知，長樂宮的宮牆周圍超過10公裏，未央宮的宮牆周圍近9公裏。此外，城內還有九市和160閭，分布於地勢低窪的北阪。
長安城牆全部為版築的夯土牆，牆基底厚16米，現存高度達7米以上，城的方向基本上為正南北，城牆周長25公裏，前麵有3個城門，四周共有12個城門，城門上建築有城門樓。城中貫穿南北的安門內大街長5.5公裏，稱謂馳道、禦道，屬於皇帝專用，街道寬45米，禦道寬20米。
未央宮是建築於高台上的宮城，作為大朝之用占全城麵積1/5，平麵呈方形，前麵約2公裏，四麵辟門，南麵端門正對長安城南牆上的西安門，是宮城的正門。端門北的未央前殿，是未央宮的主要建築。前殿平麵闊大，呈狹長形，它是將龍首山崗地削成平台，作為宮殿的台基，即所謂“宮基不假累築，直出長安城上”，氣勢雄偉。《三輔黃圖》稱前殿東西50丈，深15丈，麵積比北京故宮正殿太和殿大一倍以上。前殿的夯土基址至今仍矗立在地麵之上，南北長約340米，東西寬150米，由南至北次遞增高，形成3個大台麵，北端高出10餘米。站在殿址北部最高處北向，可以望見渭水。
未央宮除前殿外，還有十幾組宮殿。前殿的前麵為廣庭，左右和後方亦建有殿堂，四周另有宮牆圍繞。有東西掖庭宮，北有後宮十四區。諸多小宮猶如眾星拱月，以陪襯主要宮宇的氣勢。西掖庭的西麵為園林，有滄池、漸台（水中台）。未央宮北部建有天祿、石渠二閣，收藏典籍。未央宮東門對著長樂宮的西門，門外建有東闕；未央宮北門外建有北闕。未央宮與長樂宮中間相距一裏，中間隔有武庫。《漢書·高帝紀》所載“蕭何治未央宮，立東闕、北闕、前殿、武庫、太倉”，與今日考古勘測和發現完全吻合。
據劉歆《西京雜記》所載：“未央宮，周圍二十二裏九十五步五尺，街道周圍七十裏，台殿四十三，其三十二在外，其十一在後宮，池十三、山六，亦在後宮，門闥兒九十五。”這一記載表明，未央宮是由諸多宮殿、台榭、樓閣、園林、假山、池澤並圍繞前殿（正殿）所形成的有統一布局而又規劃整齊、氣勢宏偉的建築群體。未央宮前殿、武庫、太倉這些代表著漢帝國政權、軍權、財權的壯麗建築，意在體現著皇帝的尊嚴和帝國政權的鞏固。未央宮建成後，長樂宮為皇後所居，未央宮作大朝之用。總之，長安城西南隅的未央宮是大漢帝國政權的象征。
在長樂宮、未央宮營建期間，櫟陽仍是帝國的都城。
漢高帝七年（公元前200年）冬十月，長樂宮經過整整一年的緊張施工終於建成。漢高帝在這裏接受諸侯王、群臣對他的朝賀。朝賀時，群臣按叔孫通製定的禮儀，“以次奉賀”；“竟朝置酒，無敢喧嘩失禮者。”長樂宮從此正式啟用。
同年二月，漢高帝車駕再次來到長安，當時由丞相蕭何主持營建的未央宮已經落成。高帝見未央宮壯麗無比，生氣地對蕭何說：“天下動亂，戰亂連年，百姓疾苦，成敗尚未可知，為什麼將宮室修造得如此豪華過度？”
“正因為天下尚未安定，才可以趁此機會營建宮室。況且天子以四海為家，宮室如不壯麗則不足以顯示天子的威嚴，而且令後世宮室的建築規模不得超過它。”
漢高帝聽完蕭何的解說之後，不但沒有了怒氣反而高興起來。
未央宮落成之後，漢高帝正式都於長安。同時漢高帝還在未央宮的前殿舉辦了宴席，要求群臣參加，一時間未央宮熱鬧非凡。