Autrefois des tribus néolithiques de Ligures qui venaient de l`Italie du nord s`établirent dans la vallée de l`Arno, dans le territoire de Florence. Vers le IXème siècle avant J.-C. les Etrusques fondèrent Fiesole. Les Etrusques occupèrent la Toscane, l`Ombrie et le Latium et fondèrent la Dodecapoli, ou Confédération des douze villes. Au VIème siècle avant J.-C. Rome vainquit les Etrusques et étendit son pouvoir sur presque toute l`Italie centrale et méridionale.
En 59 avant J.-C. Jules César devint consul et décida d`établir une garnison pour les vétérans romains sur l`Arno. La nouvelle ville fut appelée Florentia (qui signifie "la florissante"). Les travaux pour la fondation de la ville commencèrent vers l`an 30 avant J.-C.
Florentia fut érigée sur les restes d`un village préexistant. Sa structure était celle typique des villes romaines, avec deux rues principales - l`une en direction est-ouest et l`autre en direction nord-sud -, encore visible dans le centre historique. Via del Proconsolo. Via de` Cerretani, Via de` Tornabuoni, Piazza Santa Trinita et Palazzo Vecchio représentent le périmètre de l`enceinte de murailles.
Florentia fleurit grâce aux activités commerciales le long de l`Arno. Sous l`Empereur Hadrien furent érigés les thermes et l`amphithéâtre. Ce dernier fut érigé où maintenant se trouvent Palazzo Vecchio et Palazzo Gondi. Sous l`Empereur Diocletian - fin du IIIème siècle - Florentia devint la capitale du Regio Tuscia et Umbria (qui correspond à la Toscane et à l`Ombrie) et maintint cette fonction jusqu`à la chute de l`Empire Romain.
Les marchands grecs et syriens portèrent la religion chrétienne à Florentia, où Saint Minias fut martyrisé en 250 pendant les persécutions de l`Empereur Decius. Les premières églises chrétiennes furent érigées à Florentia vers l`an 300. La chute de l`Empire Romain d`Occident était désormais proche. Pendant le Vème siècle les barbares envahirent l`Italie sans cesse et en 493 le roi des Ostrogoths, Théodoric le Grand, devint roi d`Italie. Après une brève période de domination byzantine sous l`Empereur Justinian, les Lombard conquirent la plus part de l`Italie du nord, y compris les territoires autour de Florentia.