规模大、任务重的三线建设在陕西开展时，遇到了许多困难，主要有几个方面的原因：一是经济基础薄弱。1949年以前，陕西的工业基础十分薄弱，现代工业几乎一片空白，最大的工业部门是纺织工业，而且机器陈旧，效率很低，别的工业只有一些旧式手工工业作坊。新中国建立后，经过“一五”计划、“二五”计划的建设，陕西工业的落后面貌有了很大改变。但由于原来基础差、工业门类不齐全、生产的规模和能力有限，大规模的三线建设开始后，能源、原材料、交通运输等基础工业都无法为建设提供充足必要的保障，一定程度上制约了建设的进展。二是受“文化大革命”干扰严重。三线建设自1964年开始，至1979年大规模的建设结束，大部分时期正逢“文化大革命”动乱，建设受到了严重干扰和破坏，陕西的三线建设也不例外。“左”的错误指导思想，恶劣的政治环境和社会环境，严重影响了建设的正常进行。特别是1967年，造反派向各级党政领导部门和各行各业夺权，造反派之间争权武斗，动乱局面愈演愈烈。全省许多地方正常的社会秩序、工作秩序和生产秩序无法维持，社会生活陷于全面混乱和瘫痪状态。三线建设也受到严重影响，建设材料严重不足，交通运输中断，许多项目被迫停顿，当年陕西省525个三线建设项目到10月底仅完成年计划的30%。此后，“清理阶级队伍”“干部下放”“批林批孔”“反击右倾翻案风”等一系列政治运动都对建设造成了严重的影响。仅1976年因“批邓、反击右倾翻案风”，就使得全省应交付使用的建设项目比上年下降了19.1%。三是项目保密性强，协调管理难度大。大规模的三线建设，出发点就是为了备战，建立国防工业体系。所以许多建设项目都是属于机密乃至绝密的安全级别，大量项目由中央部委直属管理，相关省份的主要任务只是在单位选址、社会保障等方面起协调作用。由于国务院各部门往往是垂直下达建设任务，对地方上的统一调配、综合平衡资源缺乏考虑，这就使得建设过程中存在着缺乏统筹安排，无法最大限度、有效集中地利用资源的问题，在一定程度上制约了建设进展。四是地质条件复杂、技术难度高。由于要遵循“靠山、分散、隐蔽”的建设原则，陕西的三线建设项目大部分都分布在秦岭和巴山地区，秦巴山区虽然战略地位重要，但在地势奇诡、地貌复杂、交通不便的山区地带开厂设点、进行大规模的建设困难却是前所未有的，建设的技术难度可想而知。又因为备战的需要，三线建设的工程项目质量要求高，施工时间紧，更加大了施工难度。
（五）陕西配套实施的小三线建设
在配合国家三线建设任务的同时，陕西根据自身状况，自行安排了一系列以交通、能源等基础工业和设施为主的建设项目，称之为地方“小三线”建设。
在贯彻落实兰州军区西北三线建设座谈会提出的规划设想过程中，陕西省革委会于1969年4月29日下发了当年基本建设计划，除了安排大的建设项目外，特别提出要在县以下农村建设地段医院250个，同时以打“歼灭战”的方式完成地方小三线建设项目。同年，中共中央西北局计划委员会根据国务院国防工业办公室制定的全国三线建设总体布局，编制了西北地区“小三线”建设三年规划，确定在陕西建设迫击炮厂、半自动步枪厂、导火索厂等8个地方军工厂。陕西还自行安排了大量的小三线建设项目，主要有：建设褒河的老君崖和武关河、石泉子午河的彭家湾、城固湑水河的大牯牛等四个小型发电站；改善西万、汉白、昌平、西包等公路干线，在城固、石泉、汉中以及渭南、周至、宝鸡等地的汉江、渭河上修筑30多座公路桥梁；新建三原到庆阳，周至到洋县，西安到宝鸡的环线以及疏散线路；建设西安到侯马、阳平关到城固的铁路线，徐家村到白水、铜川经焦坪到延安的铁路支线。为了配合解决三线项目建设中所需要的钢材、水泥、砖、瓦、沙石等建筑材料，陕西省投资建设了西安红星钢厂、略阳钢铁厂、渭北钢厂等地方钢铁企业；建设了延河水泥机械厂、建材机械厂，在各县大力创办小型水泥厂；建设了汉中石门水库、洛川石堡川友谊水库、宝鸡石头河水库、宝鸡冯家山水库等，提高了当地的防洪、灌溉和水产养殖能力；建设了兴平氮肥厂、临潼氮肥厂、宝鸡磷肥厂、陕西化肥厂，等等。
小三线建设有力地配合了国家大三线建设，不仅为内迁企业和各大项目提供了及时的支持，也进一步完善了地方工业类别，促进了陕西本省和当地的经济发展。
（六）新形势下的陕西三线建设调整改造
三线建设时期，国家在陕西投入200多亿元进行了110多项重点项目的建设。这些项目的建设，既增强了我国的国防实力又增强了陕西的经济实力。陕西同时是三线调整的重点地区之一，经过“七五”到“十五”的调整搬迁，三线建设布局等方面存在的问题大部分得到了解决。
1979年到1983年间，国家从三个方面对三线建设做了初步调整：一是缩短基本战线、调整投资方向；二是把一些生产任务严重不足的企业转向民品生产；三是对极少数选址不当、难以维持生产，或者重复建设、重复生产的工厂和科研所，实行关、停、并、转、迁。这期间，陕西的部分三线项目厂所进行了合并或搬迁，如六〇七厂被并入七九五厂，被洪水冲毁的16所、35所、40所、41所等分别迁往河南、安徽等地进行重建。
1983年，国家开始拟定“七五”计划，党中央、国务院从新的战略全局出发，于1983年底作出了对三线建设进行“调整改造、发挥作用”的重大决策，逐步开展了三线企业产品结构调整和企业布局调整。1983年12月初，国务院成立了三线建设调整改造规划办公室，西部八省一市相继成立了相应的机构。陕西省于1984年9月30日成立了三线建设调整改造规划领导小组，下设三线调整办公室，领导陕西三线企业的调整改造。作为三线建设调整改造的重点地区，陕西省从“七五”到“九五”期间，经国家批准并实施调整的项目有40个，占全国三线调迁项目总数的近五分之一，总投资25.84亿元，搬迁职工7万余人。
“七五”期间，陕西三线调迁主要是解决钻山太深，布局过于分散，险情严重、生存困难的“三类企业”的问题，其中列入国家计划的调迁项目19个，实际实施项目16个。其中有些撤销建制，就地转产；有些整体或部分搬迁到城市。“八五”期间，三线企业主要进行以脱险搬迁为主的布局调整，重点解决一些险情严重的三线单位迁建问题，陕西列入国家计划的项目共有15个，分别享受国家“双给”（给资金，给政策）或“单给”的政策优惠。“九五”期间，三线调迁工作的主要任务是重点解决“八五”续建、收尾和完善问题，同时调迁少数在原地生存困难、非搬不可的项目，陕西共有12个国家计划的调迁项目。“九五”期间调迁项目的特点，一是国家资本金比例有所提高；二是一些中央项目与国家重点型号工程合并建设，提高了工程建设的速度和质量。“十五”期间，国家继续实行对三线企业的扶持政策，原则上不再增加新的项目，企业只享受增值税超基数返还的税收优惠政策。
三线调整改造，对发挥三线企业作用，增强我国国防实力，合理调整生产力布局，稳定人才队伍起到了十分重要的作用。搬迁到大中城市周围的三线企业摆脱了自然环境给企业发展带来的制约，形成了相对集中的合理布局，成为城市新的经济亮点。地理位置的变迁，也进一步避免了人才流失，较好地保存了国防科技人才队伍。大批三线企业搬迁到西安后，形成了西安电子工业园区、国家民用航天产业基地、阎良国家航空高技术产业基地、兵器科技产业基地等专业技术园区，提升了西安的国防经济实力，为西安的经济社会发展起到了促进作用。调迁企业的生产经营得到长足发展，实现了快速增长，进一步推动了企业的改革脱困和改组改制。
二、三线建设夯实了陕西社会主义现代化的基础
三线建设时期，中央和有关部门在陕西安排的建设项目多达400余个，十余年间全省累计投资126.5亿。1970年至1973年的大规模建设高峰时期，国家在陕西每年的平均投资高达18.8亿元。通过三线建设，陕西的工业规模迅速扩大、生产能力迅速提高，农业基础条件得到空前改善，交通运输取得了重大成绩，科学技术水平大为提升，夯实了陕西社会主义现代化的基础。
（一）三线建设改善了陕西基础设施
为了尽快适应备战和工农业发展的需要，三线建设时期国家对陕西的交通道路、通信等基础设施上投入了巨资，大力发展，其中尤以铁路建设为重。1964年，陕西省境内铁路正线里程为918.1公里，营业里程840.3公里，电气化铁路90.4公里，至1979年，全省铁路正线里程为2192.4公里，营业里程1472.1公里，电气化铁路599.1公里，分别比1964年增加1.39倍、0.75倍和5.63倍。全省累计铁路投资33.1亿元。这一时期建成的铁路线路主要有：襄渝铁路陕西段、阳安线（阳平关—安康）、西韩线（西安—韩城）、梅七线（梅家坪—七里镇）、西宝复线（西安—宝鸡）等。
襄渝铁路东起湖北襄樊，西抵重庆，横贯鄂、陕、川、渝三省一区，是一条联通了中原和西南地区的交通大动脉，全长915.6公里。襄渝铁路中段在陕西安康与阳安铁路相通，在陕西境内经过紫阳、安康、旬阳、白河，长264公里，是襄渝铁路建设工程中地质情况最复杂、施工难度最艰巨的工段，自1969年12月开工建设。经过3年的艰苦会战，襄渝铁路陕西段的工程施工于1973年10月19日铺轨到达棕溪，至此与襄渝铁路全线贯通。但由于地质地形复杂，铺轨后病害点不断出现，故一直在进行收尾配套和病害工程整治工作，直到1978年6月才投入临时运营。1980年安康至襄樊段实现了牵引动力电气化，1981年7月1日正式营运。
阳安铁路西起阳平关，东至安康县城，全长358公里，总投资8.12亿元，是三线建设时期陕西铁路的重点建设项目。1969年底开始建设，于1972年10月完成了全线铺轨工程，1976年9月全线交付营运，1978年实现电气化，是继宝成铁路之后，我国的第二条电气化铁路。阳安铁路的通车，对于加强陕西关中和陕南的交通联系，开发陕南起到了重要的作用，保证了陕南地区的三线建设进程，对陕南乃至陕西的国民经济发展都具有十分重大的意义。
西韩铁路南起西安市阎良区，经富平、蒲城、大荔、澄城、合阳至韩城禹门口，全长209.6公里，总投资1.96亿元。自1958年4月开工修建，1962年停工，1970年复工修建，1975年2月建成交付营运。它的建成对于开发渭北煤田东部资源，加快渭北地区工农业建设起了重要作用。
梅七铁路是铜川市境内梅家坪到七里镇的一条线路，全长124公里，1969年12月开始兴建，1984年12月建成，投资3.216亿元，是一条连接铜川市各重点工矿区的交通干线。
除了铁路建设，公路建设也得到了很大的发展。这一时期修通了西万（西安—四川万源）、周洋（周至—洋县）、兰宜（兰州—宜川）等3条公路，陕西各地市县也修建了不少公路线。从1966年到1975年的10年间，全省公路建设投资达6.4亿元。到1979年，陕西全省公路里程达到33689公里，比1964年的13583公里增长1.48倍。
邮电通信是三线建设的重要组成部分，为了保证三线内迁和新建厂矿的需要，国家投入了很大的资金陆续设置了重点厂矿的邮电支局，配套建设了专用通信网络。在此时期，西安火车站邮政枢纽工程开始筹建，增加了邮运车辆，增强了邮运能力。为了提高三线企事业单位的通信能力，1969年10月，周恩来总理亲自批示建设陕西至四川的微波通信，即205微波工程。到1973年，202（北京—西安）、205、207（西安—襄樊）、216（西安—兰州—西宁）、219（西安—延安）等5条微波干线在陕西省境内的微波电路1213.5公里和23个微波站的土建及138部微波收发讯机及附属设备安装工程已经建成。宝鸡—平凉、安康—万县的省际明线12路载波工程，西安—石泉的明线载波通信工程架设完成，增强了国内长途通信能力。省内长途通信建设主要加强了地区到所辖县和县间的通信网建设，新建和扩建了大中城市市内自动电话，同时重点解决了农村电话线路方面存在的县到农村交换点中继线少的问题。此外，国家还在陕西建造了一座大型短波国际电台，建设了一些小三线通信网，并将这些战备设施纳入平时通信网使用。经过十几年的建设，邮电事业得到了发展。
（二）三线建设促进了陕西工业建设