204路由产业园公交调度站开往南门，是连接西部大道西段、丈八东路中段、东仪路至市中心的重要线路，途径西部大道、西万路口、电子正街、东仪路、吉祥村、小雁塔等客流大站。2010年9月400路转至公交三公司，其原配车调至204路27部，使204路一夜间麻雀变凤凰，加上204路原配车23部，总配车一度达到近50部之多；随着旧车逐渐报废，204路配车数稳定在40部左右，乘车难问题得到基本解决。
204路由产业园公交调度站发车，经比亚迪掉头，沿着西部大道、西沣路、丈八东路、东仪路、电子二路、含光南路、小寨西路、朱雀大街、环城南路至南门桥西。
民国36年（1947年）3月，4路、5路汽车开通，4路自火车站至小南门，沿线设火车站、大差市、中山大街、西大街、广济街、五味什字、小南门等站点，后又延伸至西北大学；5路由钟楼至西稍门。
民国后期社会混乱，1948年（民国37年）9月，4路缩为钟楼至小南门，5路停驶。1949年（民国38年）4月，3路、4路停驶。
1954年7月，汽4路开通，由钟楼经新城广场至东五路。
1958年，延伸为钟楼至国棉三厂。
1960年，改为钟楼至韩森寨。
1961年，并入汽11路，汽4路取消。
1964年12月，新汽4路开通，由南门至南山门。
1965年5月，延伸至丈八沟。
1966年，线路缩回南山门；1976年，再次延伸至丈八沟；1989年，改称204路。
线路最初由小雁塔经黄雁村至吉祥村，朱雀大街修好后改走子午路至吉祥村。
线路最初由二府庄经电子二路、电子正街至南山门，后改经东仪路。
2003年底，由西万路口经西沣路、西部大道、紫薇田园都市、富园路(现锦业四路)至博士路。
2005年9月，延伸至比亚迪，并改经西部大道，不经紫薇田园都市内道路。
2013年6月，起点改至产业园公交调度站，但站牌未更新。
2015年5月，南门方向末班时间推迟至22:00
2016年5月3日，双向末班时间推迟至23:00
2017年5月，起点正式改至产业园公交调度站。
204路最初是电子城到南门的，因为终点为204所，所以升位为204路。204也是204所居民出行的主要线路。
西安近代化学研究所创建于1948年，坐落于西安市高新技术产业开发区电子工业园区，是我国最大的化学含能材料研究中心，主要从事含能材料、爆炸与燃烧科学、有机化学、应用化学、高分子材料、精细化工、电子仪表及分析测试技术的研究开发，是以应用化学为主的科研、试制综合性研究所。 全所占地面积60万平方米，现有职工近二千人。
204路于2005年延伸到西安比亚迪，随后成为比亚迪员工进城的主要线路，并且比亚迪向204路提供调度站。曾经南门一带每到下午就会排起204的长队（当时204南门停靠，朱雀门调度十分不便）。之前204一直是五公司淘汰车的“集中营”，由于开往长安郭杜（2010年前郭杜缺少公交）客流极大，204配车又少又破，很多车经常出现故障。
但是2012年投运4部，2013年投运3部比亚迪纯k9电动车（当时比亚迪做推广，免费赠送给204车队），也是西安第一条纯电动线路。成为古都一条亮丽的新能源风景线。随后西安市大量引进西安造的比亚迪k8（k9价格过高购买较少）。
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