子午道秦岭中的一段路线在不同历史时期走向不一。

秦汉魏晋时期的走向，大致是由西安市西北的汉城（汉长安城）出发，经南郊杜城村，到长安县子午镇附近的子午谷口，溯谷而上20余里，至子午谷与沣峪东侧支流的分水岭——土地梁，越梁顺沣水支流而下到喂子坪附近，即进入沣水河谷。

沿谷南上约20里到关石（即子午关，又名石羊关）。

从关石南行，越秦岭正脊大梁，再过小岭，到宁陕县沙沟街。

复循汉江支流洵水上源而下，经高关场（清代称高关）至江口镇，再南经沙坪街、大西沟（现名：南梦溪），翻月河梁至月河坪，南渡月河，溯月河支流腰竹沟而上，于古桑墩附近越腰竹岭，进入汉江另一支流池河（古称直水，又称迟水）流域。

循池河南下，经营盘、胭脂坝、东腰岭关、新矿、龙王街、铁炉镇进人石泉县境，再经梧桐寺、迎丰（凤）街、石佛寺、筷子铺、后营等地到池河镇。

从池河镇折西北上马岭，过马岭关，绕汉江北侧的九里十三弯，经石磨铺、窑湾到石泉县城。

从石泉县城向西北，经古堰到饶峰街，折西上饶峰岭，顺牛羊河到西乡县子午镇。

为与北端的子午镇相区别，故称南子午镇。

从南子午镇过子午河进入洋县境内，沿西北方向绕汉江黄金峡大弯曲，经金水镇、酉水镇、龙亭等地，进入汉中平原，过洋县、城固而达汉中。

全长约1000里。

晋以后，秦岭以北和南子午镇以西线路仍依旧道，中间一段有变化。

大致是从宁陕县江口镇起，路线折向西南，越岭溯冷水河谷西上关帝庙，又折南翻鸡公梁至七里沟口，进入月河河谷。

沿谷西南上，过洵阳坝，越平河梁，入长安河河谷，顺谷而下，经火地塘、西腰岭关、宁陕老城、关口（宁陕县城）和汤坪，进入石泉县境。

再过青草关、斩龙垭、堰平、两河口，至西乡县南子午镇。

此后，子午道路线再无大的变动，只有小的调整，如清代曾将由两河口西南去南子午镇，再折西北去金水镇的曲折路线，改为由两河口直接向西经扇子坡、湘子山、土门垭、铁门关至金水镇的直西路线。

子午道在其历史发展过程中，虽然经过了上述大的改线和几处小的调整，但其旧路并未因改线而废弃，仍继续发挥着与新线不同的作用。

新线去汉中比旧线捷近，但旧线去汉阴、安康则比新线捷近。

742～756（唐代天宝年间）开辟的“荔枝道”，南子午镇以北利用的是子午道新线路，南子午镇以南则离开子午道，经西乡、镇巴至四川涪州，成为继金牛道之后由秦入蜀的另一捷径。