未央宫第一次惨遭破坏是在王莽末年，更始元年(公元23年)汉军攻入长安后曾火烧未央宫，“未央宫烧攻莽三日”，王莽“避火宣室前殿，火辄随之”。关于这次未央宫遭受的破坏，”初，王莽败，唯未央宫被焚而己，其余宫馆一无所毁，宫女数千，备列后庭。自钟鼓帷帐、舆辇器服、太仓武库、官府市里不改于旧。更始既至，居长乐宫，升前殿，郎吏以次列庭中”。也就是说，更始帝入长安时，除未央宫遭受了严重破坏外，其他宫室保存尚好，据同书记载，更始二年(25年)，“便始徙居长信宫”。当赤眉军入长安时，更始遂禄肉袒诣长乐宫上玺授于盆了”。赤眉军入长安后，使长安城内的宫殿建筑遭受了大规模破坏。“赤眉遂烧长安宫室市里，害更始。民饥饿相食，死者数十万，长安为墟，城中无行人。宗庙园陵皆发掘，唯霸陵、杜陵完”。经赤眉军之后，汉长安城总体上己遭受了严重的破坏。
未央宫，宫内的主要建筑物有前殿、宣室殿、温室殿、清凉殿、麒麟殿、金华殿、承明殿、高门殿、白虎殿、玉堂殿、宣德殿、椒房殿、昭阳殿、柏梁台、天禄阁、石渠阁等。其中前殿居全宫的正中，基坛南北长约350米，东西宽约200米，北端最高处约15米，据说是利用龙首山的丘陵造成的。未央宫的四面各有一个司马门，东面和北面门外有阙，称东阙和北阙。当时的诸侯来朝入东阙，士民上书则入北阙。
前殿遗址前殿是未央宫的主体建筑，居全宫中轴线南端夯土台基北部，至今残高达15米，南北长350米，东西宽约200米，有前、中、后三大殿，是利用南北向的龙首山丘陵修建的高台建筑。台基由南向北分为三层台面。中间台面是大朝正殿，凡皇帝登基，朝国群臣，皇家婚、丧大典大礼等均在此殿举行。前殿两侧有东厢、西厢；北部还有宣室殿和皇帝下朝后所居的非常室。以及清凉殿、温室殿等等。
官署遗址距前殿西北880米，有一管理全国工官的官署遗址，西距未央宫西宫墙105米，发掘总面积9600平方米。围有夯土墙，围墙内有外壁柱。对称分布。除东墙外，其余三墙均有廊。墙外均置斜坡散水。院内中部有一南北的排水渠将其分为东西并列的两座院子。东院东西宽57米、南北长65.5米,有北、西两门，院内有两排共6座房屋。以南排西房面积最大，达215.04平方米。西院东西72.7米、南北65.5米，有两排共7座房屋。东、西院内均有天井、地漏、回廊等遗迹。
前殿西北400米处，又发掘一处官署遗址，高出地面1米多，发现有成排的柱础，内有封泥，是西汉皇室的少府或其所属的官府遗址。是执掌皇室钱财物品收入开支的管理机构。
椒房殿遗址位于未央宫乡大刘寨村西180米处，是皇后居住的宫室。1981～1983年发掘探明，面积12392平方米，发掘回填仍作村民果园。遗址南部是大殿，北部是院落和小房子。发掘资料表明，有正殿、配殿、厢房及宫内暗道等建筑。
出土文物有汉代砖、瓦、瓦当等建筑材料，另外还有汉代铜器、铁器、兵器、工具、生活用品等。
麒麟阁遗址麒麟阁，汉未央宫阁名。《庙记》云：“麒麟阁，萧何造。”《资治通鉴》卷二十七胡三省注：“麒麟阁，在未央宫中。张晏曰：‘武帝获麒麟时作此阁。图画其像于阁，遂以为名。’”甘露三年（公元前51年），汉宣帝“思股肱之美”，图画霍光、张安世、韩增、赵充国、魏相、丙吉、杜延年、刘德、梁丘贺、萧望之、苏武十一人像于麒麟阁。“法其容貌，署其官爵姓名”，“是以表而扬之”。中国古代图写功臣的画像制度即自此开始。麒麟阁遗址在今未央宫乡小刘寨西北。
天禄阁遗址天禄阁，汉名。西汉初由丞相萧何主持营建，位于未央宫北部，南距前殿730米。《三辅故事》载：“天禄、石渠并阁名。在未央宫北，以阁秘书”；汉武帝刘彻时“建藏书之策，置写书之官,下及诸子传说，皆充秘府”。天禄阁主要存放国家文史档案和重要图书典籍，为中国历史上最早的皇家图书、档案馆。汉成帝时，曾命著名学者刘向、扬雄等人在此阁进行过一次大规模的图书典籍的整理和校勘工作。“每一书成，向辄撰为一录，论其指归，辩其讹谬，叙而奏之”，并著有《别录》，故刘向被后人誉为中国目录学之鼻祖。刘向死后，其子刘歆秉承父业，总括群篇，撰成《七略》，为中国第一部图书分类目录。为纪念刘向的功绩，后人在此阁原址上修建了刘向祠。天禄阁遗址在未央宫乡天禄阁小学内，今尚有高约10米、边长约20米、底部呈正方形的夯土台基可见。并立有文物保护石碑一座。
石渠阁遗址石渠阁，名。西汉丞相萧何主持营建，位于未央宫的西北部，距天禄阁约520米。因阁下有石为渠导水，故名石渠阁。石渠阁是西汉时期国家。汉宣帝甘露三年（公元前51年）曾“诏诸儒讲五经同异”。《后汉书.翟酺传》载：“孝宣论六经于石渠，学者滋盛，弟子万数。”此阁为一座高台殿阁建筑，现仍有一南北65米、东西67米、高约8米的夯土台基可见。石渠阁遗址在未央宫乡小刘寨村西南、周家河湾村东。
柏梁台遗址柏梁台，汉未央宫台名。
汉武帝元鼎二年（公元前115年）春建。《三辅黄图》卷五载，柏梁台“在长安城中北阙内