Praistorija je najduži period ljudske prošlosti, pre pojave pisma, i deli se na kameno doba (paleolit, mezolit, neolit), bakarno, bronzano i gvozdeno doba. Na tlu Srbije nalaze se izuzetno značajni praistorijski lokaliteti. Lepenski Vir u Đerdapu (oko 9500—6000. p.n.e.) poznat je po monumentalnim kamenim skulpturama i specifičnoj arhitekturi trapezastih staništa. Neolitske kulture — Starčevačka i Vinčanska — svedoče o razvijenim zemljoradničkim zajednicama; Vinča kod Beograda jedno je od najvećih praistorijskih naselja u Evropi.
Antičko doba na Balkanu obeleženo je grčkom i rimskom civilizacijom. Pre dolaska Rimljana, ovim prostorima živela su ilirska i tračka plemena, a jug Balkana bio je pod uticajem grčke kulture. Rimljani su tokom I veka p.n.e. i I veka n.e. osvojili Balkan i uključili ga u carstvo, organizovavši provincije (Gornja Mezija, Panonija). Rimska vladavina donela je gradove, puteve, akvadukte i pravni poredak.
Na tlu današnje Srbije rođeno je sedamnaest rimskih careva, među kojima je najpoznatiji Konstantin Veliki, rođen u Nišu (antički Naissus). Najznačajniji rimski lokaliteti su Sirmijum (Sremska Mitrovica, jedna od prestonica carstva), Feliks Romulijana (Gamzigrad, palata cara Galerija, pod zaštitom UNESCO), Viminacijum (kod Požarevca) i Medijana (kod Niša). Milanski edikt (313. godine), kojim je hrišćanstvo dobilo slobodu, vezuje se za Konstantina Velikog.