2017年3月，国务院印发《中国（陕西）自由贸易试验区总体方案》。其中指出，要以制度创新为核心，以可复制可推广为基本要求，全面落实党中央、国务院关于更好发挥“一带一路”建设对西部大开发带动作用、加大西部地区门户城市开放力度的要求，努力将自贸试验区建设成为全面改革开放试验田、内陆型改革开放新高地、“一带一路”经济合作和人文交流重要支点。
2017年4月1日，陕西自贸试验区正式挂牌，成为陕西改革开放史上的一座里程碑。按区域布局划分，陕西自贸试验区包括三个片区：中心片区（含陕西西安出口加工区、西安高新综合保税区和陕西西咸保税物流中心）、西安国际港务区片区、杨凌示范区片区。
近年来，陕西自贸试验区加快推进政府职能转变，全面落实企业工商登记注册“一口受理、并联审批”和全程电子化，推行商务秘书和“集群注册”服务，使企业注册登记办理时限缩短至3个工作日以内；实现了261项省级行政管理事项下放（委托）至自贸试验区办理；深入推进“证照分离”改革，100项改革任务在自贸试验区全面推开。同时，持续深化相对集中行政许可权和相对集中行政处罚权改革。各功能区分别设立行政审批、市场监管专门机构，建立“一枚公章管审批、一支队伍管执法”的政府管理新模式。
在创新税收服务方面，陕西自贸试验区建立容缺受理机制，与蚂蚁金服、腾讯等开展合作，建立网上办、自助办、大厅办、手机办等多元化办税渠道，让纳税人少跑路；建立知识产权运营服务中心，为企业提供咨询培训、专利信息、维权援助等全方位服务；建立中国（西安）知识产权保护中心，探索建立自贸试验区跨部门知识产权执法协作机制。2018年，陕西自贸试验区进出口总额占全省进出口总额的75.41％。其中，进口1090.56亿元，占全省进口总额的75.99％；出口1559.23亿元，占全省出口总额的75.01％。
2018年年底，在全国自贸试验区“十大新闻”和“十大创新成果”评选中，西安分别有2条新闻、2项创新成果入选，位居前列。2018年11月23日，国务院印发《关于支持自由贸易试验区深化改革创新若干措施的通知》，其中指出，支持西安机场利用第五航权。2019年5月，陕西首条第五航权航线，即首尔—西安—河内全货运航线，正式开通。至此，西安咸阳国际机场客货运航线已达347条，其中国际航线68条，通达29个国家55个城市，已初步形成“丝路贯通、欧美直达、五洲相连”的国际航线网络格局。
陕西自贸试验区挂牌以来，通过一系列改革创新举措，打造国际一流的营商环境，促进各类要素流通集聚，激发市场主体活力，对陕西外向型经济发展的贡献日益凸显。目前，陕西自贸试验区国际贸易“单一窗口”主要功能覆盖率达到100%，西安咸阳国际机场旅客吞吐量居全国十大机场第七位、国际旅客增速和航空货邮增速位列第一位，中欧班列“长安号”开行量、重载率、货运量全国领先。下一步，陕西自贸试验区将“持续推进试点任务深化、认真制定自贸试验区深化改革开放方案、深入推进差别化改革和创新案例培育”，进一步扎实推进改革开放，加快推动高质量发展。
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