我校最早校旗的制订是在1909年，旗上绣以一头雄狮脚踏地球，雄狮英姿焕发，目光炯炯，迸发着勃勃生机。这面校旗表达了南洋学人的理想与志向：要为国家与民族的繁荣富强而努力学习，要勇于向现代科学技术挑战，也喻示着中华民族一定会崛起振兴，称雄于世界。

此后在各个发展阶段，学校一贯重视校旗的作用，这在各个时期的校歌中得到充分印证。如1911年出版的《邮传部上海高等实业学堂附属高等小学堂十周年纪念册》上所刊发校歌有云“醒狮起搏大地，壮哉我校旗”；1915年的《上海工业专门学校校歌》中有“光辉我国徽，便是光辉我校旗”；上世纪20年代的《南洋大学校歌》中有“增进我南洋黄蓝校旗之光辉”，1928年的《交通大学校歌》中有“校旗飘扬，与日俱长”。值得一提的是交通大学校旗为黄蓝两色，中间为校徽，两侧为三道水平横条，代表沪、平、唐三校，上方文字为“国立交通大学”。

1950年 7月 7日，学校在颁布的由校务委员会主任委员吴有训、副主任委员陈石英联合署名的809号行文中称，“兹经本校校务委员会第52次会议通过本校校旗式样”。该校旗以正红色为底色，横置长方形，正面左上方为一颗金黄色五角星，五角星右侧斜下方置交大校徽图样；在正面的右下方则缀正方体的“交大”二字，颇具学校的特色。寓意在党和国家的领导下，交大一定能够弦诵不绝、学门昌达。同年12月23日，学校接华东军政委员会教育部《为通知关于中央指示各级校馆旗帜式样的规定》（第008724号），文件对各级校馆旗帜式样作出规定：“各级校馆旗帜不必强求统一，其式样应采用特种形式，或用特种颜色，或用特种标志，只要容易识别即可，不必作硬性统一规定。各级校馆旗帜的幅度，可参照国旗尺寸制定，但不得大于国旗，更不必按校馆等级加以区分，又校馆旗帜图案，注意不要与国旗、军旗混通”。按照文件精神，当年学校所设计的校旗较为符合此要求。

然而1952年 9月29日，学校又接教育部《关于各级学校校旗、证章式样的原则规定》，其中指出，“各级学校不必制定校徽；校旗只需用简单颜色，表明校名即可，不必另加图样”。据此文件精神，前面所设计的交大旗帜则不能使用了，取而代之的则为红色底面加校名的校旗，其文字原为毛体的“交通大学”，1959年后为毛体的“西安交通大学”。自此，国内各大学的校旗均为千篇一律的红色式样，一直延续到改革开放。

1996年百年校庆前夕，学校制订了西安交通大学中、英文校旗样式。校旗中部为乳白色，象征知识殿堂的圣洁；学校名称及校旗上部、下部为蓝色，象征科学知识如浩瀚深邃的海洋，寓意学校创建于东海之滨——上海；校徽为代表金属色泽的黄色，象征百年交大传承中华文明之光和现代科技之光，不断创造着辉煌，并寓意学校迁校至黄土高原之川古都西安。

2011年11月4日，学校发布了在原有方案的基础上修订的校旗样式，即主体为蓝色，象征科学知识如浩瀚深邃的海洋；校徽与校旗上的白色代表知识殿堂的圣洁，象征着百年交大传承中华文明之光、开创现代科技之光；蓝色与白色的搭配也象征着百年交大创造卓越、永远年青。随后在公布的《西安交通大学视觉形象识别标准手册》中对于校旗的基本格式加以标准化。