Nel 1712 acquisì i territori del soppresso vicariato apostolico di Shansi (oggi arcidiocesi di Taiyuan) e contestualmente assunse il nuovo nome di vicariato apostolico di Shensi e Shansi. Nel 1762 acquisì anche i territori del vicariato apostolico di Hukwang (oggi arcidiocesi di Hankou), ugualmente soppresso.
La vastità del territorio, comprensiva di cinque province, fu però insopportabile per i missionari. Così, il 14 agosto 1838 il vicariato apostolico di Hukwang fu nuovamente reso indipendente con il breve Ex debito di papa Gregorio XVI. Similmente, il 2 marzo 1844 le province dello Shansi e dello Shensi furono separate in due vicariati apostolici autonomi, ristabilendo in questo modo la situazione precedente al 1712. Infine, il 21 giugno 1878 la provincia di Gansu fu eretta in vicariato apostolico indipendente, con il nome di vicariato apostolico di Kansu (oggi arcidiocesi di Lanzhou).
Il 2 agosto 1887 la provincia di Shensi fu divisa in due distinti vicariati: il vicariato apostolico di Shensi Meridionale (oggi diocesi di Hanzhong), e la presente circoscrizione, che assunse il nome di vicariato apostolico di Shensi Settentrionale.
Il 12 aprile 1911 in forza del breve Non sine magno di papa Pio X fu eretto un nuovo vicariato apostolico di Shensi Settentrionale (oggi diocesi di Yan'an), separandone il territorio dal vicariato apostolico omonimo, che assunse contestualmente il nome di vicariato apostolico di Shensi Centrale.
Il 3 dicembre 1924 il vicariato apostolico ha assunto il nome di vicariato apostolico di Xi'an-fu (Sianfu) in forza del decreto Vicarii et Praefecti della Congregazione di Propaganda Fide[1].
Successivamente, cedette a più riprese porzioni del suo territorio a vantaggio dell'erezione di nuove circoscrizioni ecclesiastiche e precisamente:
Nel mese di maggio 1991 le autorità cinesi hanno concesso i permessi per la riapertura del seminario dell'arcidiocesi. Il 5 aprile 1987 è diventato arcivescovo ufficiale il sacerdote Antoine Li Du'an, già parroco della cattedrale agli inizi degli anni Cinquanta, prima che iniziasse per lui una lunga serie di internamenti in campi di rieducazione (per un totale di circa 18 anni); il 26 luglio 2005 è stato ordinato un vescovo ausiliare nella persona di Anthony Dang Mingyan.
Monsignor Li Du'an ricevette nel 2005 l'invito di papa Benedetto XVI per partecipare a Roma al Sinodo dei vescovi sull'eucaristia, ma si vide rifiutare dalle autorità cinesi il permesso di espatrio. Il 25 maggio 2006 è deceduto a 79 anni di età: alla sua morte l'arcidiocesi contava 59 preti, 300 suore, 60 parrocchie e circa 20.000 fedeli (su una popolazione totale di 6 milioni di abitanti).[2]
Cronotassi dei vescovi
Si omettono i periodi di sede vacante non superiori ai 2 anni o non storicamente accertati.
^Nominato il 23 gennaio 1902 secondo Moidrey (p. 67). Il 15 aprile 1901 potrebbe far riferimento alla nomina a vicario apostolico di Pio Nesi, che tuttavia era già deceduto dieci giorni prima.