咸阳公交集团21路连接了咸阳西站和玉泉路、秦皇路及世纪大道各大商圈。线路作为玉泉路及世纪大道一带的老牌主干线路，知名度高，客流大。2013年9月，西安地铁1号线开通，线路延伸至后卫寨地铁口。自2019年和2023年地铁1号线二期及三期分别开通以来，线路客流相对以往有所减小。

21路由咸阳西站北始发，经碧泉路、经电北路、玉泉西路、玉泉东路、秦皇北路、秦皇中路、秦皇南路、咸阳桥(渭河一号桥)、秦皇南路、世纪大道、世纪大道桥、世纪大道东段至火烧寨。

• 2001年前后（待考），21路开通，由毛条路（现玉泉东路一带）开往火烧寨，途经毛条路、七厂、体育场、陈杨寨、河南街村、黄家寨、七里铺（现上林路地铁站）、火烧寨等主要站点。
• 未知年份，线路起点延伸至天然气公司。
• 2004年，线路起点延伸至邮政局。
• 2005年，线路终点由火烧寨缩至七里铺（现上林路地铁站）。
• 2005年~2006年，因毛条路道路扩建及一号桥封闭维修改造，线路在此期间曾有多次大幅变动，无从考证。
• 2008年5月，线路终点延伸至奥林匹克花园（现世纪大道奥兴路口）。
• 2009年，线路起点延伸至石斗村。
• 2009年9月23日，线路终点延伸至火烧寨。
• 2013年9月16日，西安地铁1号线开通，13路、21路终点延伸至后卫寨地铁口。¹⁾
• 2013年9月19日，开通区间车（咸阳七厂什字—后卫寨地铁口）。
• 2013年9月24日，为对接地铁1号线末班，方便地铁口的通勤乘客夜间出行，线路后卫寨地铁口末班时间延时至23:30。
• 2014年4月23日，线路起点站延伸至高铁秦都站（延点车同步延伸），不再前往石斗村。²⁾
• 2014年4月29日，线路投运40部新车，其中包括20部DD6118B21型空调车。该批空调车的投运，使得13路、21路成为了咸阳市第一批2元空调线路，拉开了咸阳公交全面空调化的序幕。
  • 此次车辆投运后，因线路运力得到大幅提升，且同一时期开通的副13路、副21路也对地铁口客流起到了分流作用，21路区间车撤销。
• 2015年9月1日，延点车缩线至七厂什字，同时后卫寨地铁口末班时间延长至00:05。
• 2017年1月，延点车起点站恢复延伸至高铁秦都站。
• 2017年6月初，延点车后卫寨地铁口末班时间延长至00:10。
• 2018年6月初，延点车后卫寨地铁口末班时间延长至00:20。
• 2018年6月，全线配车更换为空调车。
• 2019年9月26日，因西安地铁1号线二期开通，线路终点缩线至火烧寨（延点车同步缩线），不再前往后卫寨地铁口。³⁾
• 2019年9月30日，开通区间车（高铁秦都站—沣河森林公园地铁站）。
• 2020年11月20日，区间车转正为17路，并经玉泉西路延伸至马泉街道，不再前往高铁秦都站。⁴⁾
• 2021年4月初，延点车终点站缩线至沣河森林公园地铁站，不再前往火烧寨，同时森林公园地铁站末班时间延时至00:35。
  • 实际于2020年疫情时期便已缩线，此番调整同步更改站牌信息。
• 2021年7月，因国铁咸阳秦都站更名为咸阳西站，线路起点站高铁秦都站更名为高铁西站，秦都站路口更名为高铁西站路口。
• 2023年9月20日，为规范咸阳西站南北两侧公交站名，线路起点站高铁西站更名为咸阳西站北，高铁西站路口更名为玉泉西路经电北路。
• 2023年12月1日，延点车咸阳西站北末班时间由23:30延时至00:50。⁵⁾
• 2024年12月26日，线路由第一公司转会至第二公司运营。

21路总配车25部，高峰出车约20~21部，平峰出车约15~16部

• SYD6103GBEV<2102>[22]：01287D 06505D 07100D 07766D 11581D 15085D 15107D 15154D 15197D 15613D 15718D 15723D 15725D 15726D 15727D 15730D 15731D 15751D 15763D 15771D 15776D 15792D
• JS6108GHBEV39<2508>[3]：03876D 05623D 12712D

注1：延点区间由其他线路抽调车辆运行，不使用正线车，配车6部
注2：<YYMM>为该批次车辆的第一部车所上线的年份及月份

21路计划每日发车约120~130班次（单向），高峰发车间隔约5~7分钟，平峰发车间隔约7~9分钟，线路全程运行时长约50分钟。

• 发车计划仅供参考，具体发车请以实际为准。

☛详见车辆调动:21路。