影片于6月2日同步北美登陆全国大银幕,国内首周末票房突破1.2亿登顶六月新片票房榜首。北美票房超预期大爆,周四提前场狂收1600万美元,创造了动画电影历史第二高的成绩。上映首日豪取5157万美元,超过《银河护卫队3》拿下今年最好的首日票房成绩。首周末更是狂收1.205亿美元,创下今年最好的超英电影开画票房。这个开画票房成绩超过第一部《蜘蛛侠:平行宇宙》近4倍,是蜘蛛侠系列电影历史第三好的开画票房。截至目前,已有约1700万人次观众通过这部电影领略了大唐之貌、古典之美,观众也给予了《长安三万里》高度评价。中国电影观众满意度调查结果显示,《长安三万里》观众满意度85.1分,为追光动画出品系列动画电影最高分,影片观赏性指数85.0分,居2023年春节档之后调查23部影片的第一位,传播度得分86.0分居第二位。