隋開皇元年（581年），在洛陽置東京尚書省；次年，置河南道行台省；三年，廢行台，以洛州刺史領總監；十四年，於金墉城別置總監。大業元年（605年），隋煬帝遷都洛陽，在東周王城以東，漢魏故城以西18裏處，新建洛陽城。同年，改洛州（東魏改司州置）為豫州，三年又改河南郡，十四年複置洛州，轄河南、洛陽、偃師、緱氏、閿鄉、桃林、陝、熊耳、澠池、新安、鞏、宜陽、壽安、陸渾、伊闕、興泰、嵩陽、陽城等18縣。
唐代自高宗始仍以洛陽為都，稱東都。武德四年（621年），置洛州總管府，轄洛州、鄭州、熊州、?州、嵩州、管州、伊州、汝州、魯州等九州，洛州轄洛陽、河南、偃師、緱氏、鞏、陽城、嵩陽、陸渾、伊闕等9縣。貞觀元年（627年），分全國為十道，洛陽屬河南道。顯慶二年（657年）置東都。開元元年（713年），改洛州為河南府。開元二十一年（733年），於洛陽置都畿道。天寶年間，改東都為東京。洛州、河南府均治洛陽。
武則天從684年開始，改東都為神都，對都城進行擴建，修建了明堂、萬國天樞等。武則天稱帝後，改國號為周，定都洛陽，以更大的規模開鑿龍門石窟，奉先寺盧舍那大像龕便是盛唐雕刻藝術的輝煌代表。武則天還令薛懷義為白馬寺住持，大規模整修白馬寺。唐代，中國佛教臻於鼎盛，佛教史上勢力最大、影響最廣、流傳最久的教派禪宗在洛陽形成。唐玄宗長期居洛，曾敕令大修中嶽廟，並賜風穴寺（在今汝州）內佛塔名“七祖塔”。
唐天四年（907年），唐室亡祚，其後中原地區相繼出現了後梁、後唐、後晉、後漢、後周五個短暫的王朝，史稱五代。其中，後梁、後唐、後晉均曾都洛陽，後漢、後周以洛陽為陪都。
這一時期洛陽仍是全國政治、經濟、文化的中心。
洛陽宋以洛陽為西京，置河南府。朝廷設“國子監”於洛陽，名臣遺老和文人學士多會於此，趙普、呂蒙正、富弼、文彥博、歐陽修都曾居住洛陽。理學家程氏兄弟、邵雍等，在洛陽著書講學。司馬光在洛陽完成了史學巨著《資治通鑒》。
金代定洛陽為中京，改河南府曰金昌府，並河南縣入洛陽縣。時因洛陽舊城毀棄，便在隋唐城東北角另築新城，周圍不足9裏，即今日老城之前身，它僅是隋唐洛陽城的一小部分而已。
自元代始，洛陽不複為京，降為河南府治。明代河南府轄洛陽、偃師、鞏縣、孟津、登封、新安、澠池、宜陽、永寧、嵩縣等10縣，又是伊王和福王的封地。清代洛陽仍為河南府治。
民國元年（1912年），民國建立，廢河南府，設河洛道，道尹公署駐洛陽，轄洛陽、偃師等19縣。民國9年（1920年），直係軍閥吳佩孚盤踞洛陽，在洛陽設置了兩湖巡閱使公署和陸軍第三師司令部。民國12年（1923年），河南省長公署適於洛陽，洛陽成為河南省會。民國21年（1932年），日軍進攻上海，國民黨政府定洛陽為行都，並一度遷洛辦公。“七七事變”後，華北大部分地區淪陷，洛陽成為北方抗日前哨，國民黨第一戰區長官司令部駐洛陽。民國27年（1939年）秋，河南省政府再次遷洛，洛陽第二次成為河南省會。
1948年，洛陽解放，洛陽市人民民主政府成立，析洛陽縣城區為市，與洛陽縣並置。次年12月，洛陽市人民民主政府改稱洛陽市人民政府。1954年，洛陽市升格為河南省直轄市。
次年，洛陽縣撤銷，一部分並入洛陽市，其餘部分劃入偃師、孟津、宜陽等縣。1956年，相繼建成洛陽市老城區、西工區和郊區，次年成立鏶河區。1982年，經國務院批準，新成立吉利區。
1983年，新安、孟津、偃師改隸洛陽市。1986年，洛陽地區撤銷，洛寧、宜陽、嵩縣、欒川、汝陽、伊川亦改屬洛陽市。1993年，偃師縣改為偃師市2000年6月，經國務院批準，洛陽郊區更名為洛龍區，轄8個鄉鎮，1個辦事處。至2012年，洛陽市共轄縣（市）區19個（1市8縣6區、1個洛陽新區、1個國家級高新技術開發區、2個省級開發區）。
人文景觀
龍門石窟八關都邑、少林寺、中嶽廟、嵩陽書院、白居易故居、白馬寺、白園、白雲觀、北齊平等寺造像碑、藏梅寺、二程墓、都城博物館、杜甫墓、杜康仙莊、二裏頭遺址、範仲淹墓、風穴寺、福昌閣、高龍中嶽廟、古墓博物館、古唐寺、穀水、關林、觀音寺、廣化寺、漢魏故城、靈山寺、靈台遺址、民俗博物館、周王城天子駕六博物館、西晉辟雍碑、西沃石窟、西周鑄銅作坊遺址、千唐誌齋、山陝會館、上清宮、升仙太子碑、石窟寺、王鐸書法館、呂祖庵、皇覺寺、玄奘故裏、賓陽洞、大萬伍佛洞、奉先寺、古陽洞、看經寺、蓮花洞、龍門二十品、潛溪寺、萬佛洞、藥方洞、伊闕佛龕之碑、龍門石窟、龍馬負圖寺、王鐸故居、西遊宮、玄奘紀念館、漢光武帝陵、八路軍駐洛辦事處、洛陽博物館、恭陵、邙山陵墓群、偃師商城博物館、香山寺、顏真卿墓。
自然景觀
白雲山、中嶽嵩山、抱犢寨、鏶河、花果山、雞冠洞、澗河、金穀春晴、老君山、龍門山色、洛河、洛浦秋風、邙山、邙山晚眺、水泉石、平泉朝遊、青要山窟、天津曉月、萬安山、王城公園、伊河、伊闕山、周山、龍峪灣國家森林公園、黃河小浪底、孟津黃河濕地、耀店寨、伏牛山國家級自然保護區、孟津黃河灘自然保護區、萬山湖風景區、重渡溝自然風景區、鼎室山風景區、龍池曼國家自然保護區、養子溝風景區。
曆史文化
以洛陽為中心的河洛流域地區是中華文明的發祥地之一。中國古代伏羲、女媧、黃帝、堯、舜、禹等居住於此。同時，洛陽也是中國3000多年文明的帝都王城，華夏，中華，中土，中原，中州等稱謂均源自於古老的洛陽城和河洛文明。1960年在洛陽偃師夏都“二裏頭遺址”的上層發現一處規模宏大的宮殿基址。