2004年6月23日，陕西省人民政府办公厅印发《陕西省商务厅主要职责内设机构和人员编制规定》，组建陕西省商务厅。省商务厅是主管全省国内外贸易和国际经济合作的省政府组成部门。同日，陕西省人民政府办公厅印发《陕西省经济技术合作局（省对外开放领导小组办公室）主要职责内设机构和人员编制规定》，组建陕西省经济技术合作局（陕西省对外开放领导小组办公室），为省商务厅管理的负责全省招商引资和经济技术合作工作组织实施工作的部门管理机构。

2009年6月29日，陕西省人民政府办公厅印发《陕西省商务厅主要职责内设机构和人员编制规定》，设立省商务厅，为省政府组成部门。对省商务厅职责进行了调整。

2014年6月25日，陕西省人民政府办公厅印发《陕西省商务厅主要职责内设机构和人员编制规定》，设立省商务厅，为省政府组成部门。规定了省商务厅部分职能转变。

2017年4月24日，陕西省机构编制委员会下发《关于设立中国（陕西）自由贸易试验区工作办公室的通知》，在省商务厅加挂中国（陕西）自由贸易试验区工作办公室牌子，增设综合信息处、政策法规处、协调指导处3个正处级机构。

2019年1月10日，中共陕西省委办公厅、陕西省人民政府办公厅印发《陕西省商务厅职能配置内设机构和人员编制规定》，规定省商务厅是省政府组成部门，为正厅级，加挂中国（陕西）自由贸易试验区工作办公室牌子。

2022年6月21日，《中共陕西省委机构编制委员会关于调整优化省商务厅部分内设机构的通知》同意对省商务厅部分内设机构进行调整优化。调整后，省商务厅机关设办公室、综合处、法规和审批处、流通业发展处、市场运行和消费促进处（省茧丝绸协调办公室）、市场体系建设处、商贸服务业处、会展业发展处、电子商务处、对外贸易一处（省机电产品进出口办公室）、对外贸易二处、服务贸易处、国内投资促进处、国际投资促进处、投资服务处、国际经济合作处、开发区工作处、自贸综合信息处、自贸制度创新处、自贸协调指导处、口岸处（省政府口岸办公室）、财务处、人事处等23个机构和机关党委、离退休人员服务管理处。

2022年8月11日，《中共陕西省委机构编制委员会关于省商务厅加挂陕西省人民政府口岸办公室牌子的通知》同意省商务厅加挂陕西省人民政府口岸办公室牌子，同时将口岸处（省政府口岸办公室）更名为口岸处。目前，省商务厅机关设办公室、综合处、法规和审批处、流通业发展处、市场运行和消费促进处（省茧丝绸协调办公室）、市场体系建设处、商贸服务业处、会展业发展处、电子商务处、对外贸易一处（省机电产品进出口办公室）、对外贸易二处、服务贸易处、国内投资促进处、国际投资促进处、投资服务处、国际经济合作处、开发区工作处、自贸综合信息处、自贸制度创新处、自贸协调指导处、口岸处、财务处、人事处等23个机构和机关党委、离退休人员服务管理处。

2024年1月30日，省商务厅加挂陕西省经济合作局牌子。