莲湖区拥有一所一本大学，即 西安理工大学。
西安理工大学是中央与陕西省共建高校，国家中西部高校基础能力建设工程实施院校，陕西省“国内一流大学建设高校”。学校的前身是北京机械学院和陕西工业大学于1972年合并组建的陕西机械学院，1994年经教育部批准更名为西安理工大学。1998年学校划转陕西省。
此外，莲湖区还有以下大学：
1. 西安莲湖区广播电视大学，提供广播电视教育。
2. 西安交通大学城市学院，西安交通大学的分校。
3. 长安大学渭水校区，长安大学的分校。
4. 陕西科技大学（西北轻工业学院），位于莲湖区。