西周的洛邑、东周的成周和汉魏的洛阳、隋唐洛阳，城址稍有移动，相去不过20里，可总称为古都洛阳。
汉高祖即帝位时曾定都于洛阳三四个月。王莽曾以长安为西都，洛阳为东都，并准备迁都洛阳，但未实行。更始帝刘玄也曾建都于此。
公元25年东汉光武帝刘秀定都洛阳，此后165年，洛阳都是全国的首都。190年董卓逼献帝迁都长安，对洛阳进行毁灭性的破坏，并强迫迁走周围200里内的居民。洛阳荒芜了30年，至221年魏文帝曹丕才重新建都洛阳。西晋仍都洛阳。311年十六国前赵刘曜攻占洛阳，晋怀帝被俘，洛阳作为首都的历史再次中断。魏晋两代都洛阳共计为90年。
493年北魏孝文帝从平城迁都洛阳，洛阳再次成为北中国的首都，历时41年，至534年北魏分裂为东、西魏止。
605-606年，隋炀帝在汉魏洛阳城西18里处营建了新的洛阳城。此后东都洛阳和西京长安二都并建，洛阳是实际上的首都。唐初罢东都，高宗时复建。高宗、玄宗时经常驻跸东都共20余年。武则天在位时有21年，正式以洛阳为首都，号神都。
904年朱全忠逼昭宗迁都洛阳，当时实际上政治中心在汴州（开封），洛阳只做了三年名义上的首都。五代梁、唐、晋三代以洛阳为首都共19年。
938年后晋定都开封，从此洛阳便结束了作为首都的地位。但北宋一代一直保持着陪都的地位，金朝末年迁都开封，又曾以洛阳为陪都。
总计自东周至五代，定都洛阳的共有周、汉、魏、晋、北魏、隋、唐、武周、后梁、后唐、后晋十一朝，长达880年。但东周、曹魏、北魏、五代都不是一统政权，作为一统政权的汉晋隋唐的首都约250余年。
洛阳在历史上作为古都的时间和地位虽不如长安、北京，但自西周至隋唐，长安和洛阳往往二都并建，作为帝王的东西二宅，故有时虽非首都，实际上其重要性却不下于首都。因此其在古都史上地位，仅次于长安、北京。
