Tot i que el territori actual de la ciutat de París, punt d’encreuament entre l’Oise i el Marme en el Sena, està ocupat per l’home des de fa milers d’anys –s’han localitzat restes neolítiques datades el 4.500 a.C i era un espai clau en el desplaçament entre Britània i la costa mediterrània gal·la–, tradicionalment es considera que la història de la ciutat de París comença a escriure’s realment en el segle III a.C (entre 250 i 200 a.C).
Així, els primers habitants de París que coneixem van ser els membres de la tribu gal·la dels parisii, una petit poblet celta de navegants, caçadors i pescadors, que en aquell moment van establir-se a una illa del Sena (la Cité o Île de France) que les cròniques romanes van anomenar Lutècia (drassana en el riu), punt estratègic en el pas cap al nord del país i en la ruta del comerç de l’estany. Els parisii fins i tot encunyaven les seves pròpies monedes d’or –algunes de les quals han estat localitzades en un altar pagà en el subsòl de l’església de Notre Dame–.
Conscient de la importància d’aquest enclavament, en el context de la Guerra de les Gàl·lies (58-51 a.C.), Juli César enviaria les seves legions per conquistar el territori gal dels parisii. Vercingetòrix va ser un llegendari cap gal que s’aixecaria contra l’ocupació romana el 52 a.C. Un any abans els senons i els carnuts, pobles veïns dels parisii, ja s’havien negat a enviar els seus representants a l’assemblea de tribus gal·les convocada per César a Amiens. El líder romà va considerar aquest fet com un atac i va traslladar l’assemblea als voltants de Lutècia, però per aquells moments la revolta ja s’extenia per la major part de la regió.
Així, els romans ocuparien l’illa de la Cité el 52 a.C. després de la batalla de Lutècia (en l’esplanada que ocupa l’actual Camp de Mart). Els parisii, comandats per Camulogen, van resistir inicialment a les legions romanes des del marge esquerra del riu, aixecant un campament on avui trobem el Panteó. Juli César, que havia derrotat i empresonat Vercingetòrix a Alèsia, va enviar el seu general Labienus amb quatre legions que van avançar pel marge dret del Sena, instal·lant el seu campament a l’alçada de l’actual museu del Louvre. Desprès de la destrucció de la ciutat –els gals van preferir cremar la ciutat abans que entregar-la als romans–, la població dels parisii esdevindria una ciutat gal·loromana que s’estendria per la vorera esquerra del riu.
La poderosa expansió de l’Imperi Romà va deure’s a l’eficàcia militar de les seves legions i a una discreta tolerància de les creences i costums dels vençuts. Els temples a Júpiter eren un espai on retre culte a l’emperador i, sovint, mantenir els cultes pagans anteriors. D’aquesta manera, en el temple de Júpiter de Lutècia (situat gairebé on s’aixeca l’actual catedral de Notre Dame), es mantenia el culte a les antigues divinitats gal·les com Taran (déu del tro), Teutates (déu protector), o Esus (déu de la guerra), administrat pels druides. Tot i la relativa tolerància vers les creences gal·les, els romans si perseguirien la figura dels druides, prohibint les seves pràctiques cerimonials més sagnants (practicaven sacrificis humans).
Lutècia aniria prenent forma, reconstruïda pels ocupants de la Cité, transformant-la en un centre administratiu romà, la típica capital de província. D’aquesta manera, la ciutat aniria creixent a la banda esquerra del Sena i a la pendent nord de la muntanya de Santa Genoveva (l’actual barri llatí). En els segles I i II van construir-se l’antic amfiteatre i les termes de Cluny, les úniques restes de l’època romana conservades a l’actualitat. Les termes eren alimentades d’aigua per un aqüeducte que recorria el Bièvre, un petit riu que travessa París de forma subterrània. El monument és un reflex de l’exportació de les formes de vida romanes a través de l’Imperi i del seu impacte a la ciutat.
Experts mariners i comerciants, sota el domini romà els parisii van ampliar el seu radi d’acció i ampliant la seva oferta de mercaderies. Al segle I es fundava el Nautae Parisiaci, el gremi de navegants de Lutècia, associació que esdevindria la llavor de la gran Lliga comerciant parisenca de l’Edat Mitjana.
El cristianisme començaria a introduir-se a la ciutat a finals del segle III per Saint Denis (Sant Dionisi), aquest esdevindria el primer bisbe de la ciutat fins la seva decapitació a mans de les autoritats romanes el 280 –la llegenda diu que hauria caminat amb el cap sota el braç fins a la basílica que porta el seu nom–.
La ciutat hauria de fer front a fortes onades d’invasors bàrbars germànics, motiu pel qual va ser fortificada, però inútilment perquè va ser conquerida pels bàrbars i destruïda en la seva major part l’any 280. Els habitants de Lutècia van refugiar-se a la Cité i van erigir una nova civitas fortificada. A finals de segle, la pujada al poder de l’emperador Dioclecià va restablir la pau i va portar un nou període de prosperitat per a la ciutat. Lutècia va convertir-se aleshores en el centre neuràlgic del comerç del nord-est europeu. A més, Lutècia va esdevenir un important punt estratègic i militar: tot i la retòrica nacionalista i l’exaltació de la figura de Vergincetòrix, els gals van mantenir-se sempre lleials a Roma i van nodrir abastament les legions. L’emperador Constantí (306-337) va dignificar la ciutat establint-hi la presència d’un prefecte pretorià d’alt rang a la ciutat. El propi Constantí seria l’emperador romà que es convertiria al cristianisme i consagraria aquest com a religió oficial de l’Estat.
Des del segle IV Lutècia canviaria el seu nom, en paral·lel a la proclamació de Flavi Claudi Julià l’Apostata, prefecte de Roma, com a emperador dels gals (355). Governador de la Gàl·lia amb dignitat de César, Julià va establir la seva residència a Lutècia, embellint la ciutat que seria rebatejada amb el nom de París el 360, recuperant el nom dels seus antics habitants. Apostata del cristianisme, Julià seria proclamat emperador de Roma pels seus generals i soldats el 361, mantenint el seu palau a París, convertida en capital imperial. L’emperador donaria llibertat religiosa en els seus territoris.
La decadència de l’Imperi era un fet i la Gàl·lia hauria de fer front a diferents onades invasores de pobles bàrbars des de finals del segle IV. Mentre els visigots s’instal·laven al sud de la Gàl·lia, l’any 451, un aconteixement marcaria la memòria de la ciutat de forma duradora: la religiosa Geneniève (Santa Genoveva) va aconseguir desviar la cobdícia de Atila, rei dels huns, inspirant la resistència parisenca contra l’intent d’invasió de les seves tropes mitjançant les seves pregàries a Déu. A través d’aquest mite, fortament reproduït pels nacionalistes francesos, la religiosa es convertiria en la patrona de la ciutat de París.
Anys després, però, el 486, els francs merovingis liderats per Clodoveu van envair la ciutat, van convertir-se al cristianisme i van fer de París la capital del seu nou regne: França.