Los restos más antiguos de presencia humana en este lugar corresponden al enterramiento de la Cueva de los Lagos, que se sitúa cronológicamente en el Bronce Final, y culturalmente relacionado con la Meseta. Podría datarse sobre el año 1.000 a. de C. Se han encontrado allí restos humanos y fragmentos de cerámica.
Asentamientos posteriores ampliaron la ciudad y propiciaron su desarrollo. No existen aún contactos con la cultura centroeuropea, como lo demuestran la inhumación en lugar de la incineración de cadáveres, así como los estudios realizados en cerámica con decoración estilo «boquique», de procedencia meseteña.
La Cueva de los Lagos, con posible salida al río por la parte inferior, pudo ser utilizada como necrópolis del poblado de Peña Recuenco, de vivienda semiexcavada en la roca, para guarecerse de los fríos que se producen al pasar de una etapa de clima suboreal, a otra más fría subatlántica.
La entrada de pueblos indo-europeos celtas en sucesivas oleadas, entre los años 900 y 400 a. de C., provoca un cambio radical en las formas de vida en los antiguos poblados. Este es el caso del primer poblado de las ruinas, en plena Edad de Hierro. Puede datarse entre el siglo VI y IV a. de C. El poblado Hallstattico se encuentra en el cerro oeste más próximo al río, en una pequeña meseta defendible, con sus lados cortados a pico sobre el río, el resto está amurallado. La muralla conservada en el lado oeste, tiene 200 m. de largo y un espesor de 2,20 m. La casa hallstáttica es pequeña, rectangular, con hogar central de arcilla endurecida, y habitación trasera a modo de despensa. Aparecen algunas casas adosadas a la muralla. En la cerámica aflorada del yacimiento aparecen hasta diez formas diferentes: escudillas, cuencos, etc.
Fueron los asentamientos que tuvieron lugar entre los siglos IV y III a. C. los que ampliaron la ciudad y propiciaron su desarrollo. El poblado celtibérico se asentaría así sobre el hallstáttico, ampliándolo y aprovechando lo anterior. Se cree que fue una ciudad, en principio, pelendona y posteriormente arévaca, pueblos de la meseta castellana. Estos últimos llegaron, aproximadamente, hacia el 300 a. C. Las tribus celtíberas fueron dueñas de Contrebia Leucade hasta su derrota por los romanos y la consiguiente romanización de la zona.
Los romanos llegaron a comienzos del siglo II a. de C. La ciudad controlaba un territorio entre dos espacios diferentes, pero muy importantes, como eran el valle del Ebro y la meseta castellana. Controlaba igualmente el curso del río Alhama que constituía el camino rápido y directo entre los dos espacios, lo que debió ser tenido muy en cuenta por los romanos a la hora de planificar el asalto y la conquista de la Meseta. El control de esta vía justifica también el que más tarde, en época imperial, Roma se preocupe del lugar y se rehaga su dispositivo de defensa con vistas a facilitar el paso de tropas entre el Ebro y la Meseta. Desde Contrebia partiría otro camino que enlazaría con el itinerario 27 de Antonio, dirección Clunia.
Contrebia tomó parte activa en las Guerras Sertorianas, del lado de Pompeyo, siendo tomada y destruida en el año 77 a.C., quedando una población residual durante el Imperio, hasta el siglo III d.C.
Tras la caída del Imperio y la violenta invasión de francos y alemanes, se fortifica de nuevo -caso de la muralla norte- y se reutilizan las antiguas viviendas, como lo demuestran los muros de mampuesto de algunos edificios fechados en esta época.
