Sebbene Catania giaccia ai piedi dell'Etna e nel corso dei secoli sia stata più volte lambita da colate laviche, le vestigia della città antica continuano ad emergere dal sottosuolo, dimostrando falsa l'opinione che il vulcano l'avesse in gran parte cancellata. I numerosi resti del passato greco e romano di Catania anzi, se analizzati sulla base di modelli interpretativi non obsoleti, consentirebbero di offrire per questo periodo un quadro ampio ed articolato delle vicende storiche, urbanistiche ed artistiche della città. Secondo quanto scrive Tucidide Catania venne fondata nel 729 a.C. da coloni greci provenienti da Calcide nell'Eubea : dopo aver dato vita a Naxos nel 734 a.C. costoro, spingendosi verso sud, con la forza delle armi scacciarono dalle loro sedi i Siculi e crearono le città di Leontini e di Catania appunto. In piena consonanza con la notizia dello storico ateniese sono principalmente i risultati di un recentissimo scavo (condotto dalla locale Sovrintendenza ai beni culturali) all'interno del Castello Ursino: qui, in un'area che nell’antichità era più vicina al mare di quanto non lo sia attualmente, sono stati rinvenuti strutture e materiali greci che risalgono al periodo tra la fine dell'VIII e gli inizi del VII secolo, attribuibili cioè alla fase originaria della colonia di Catania. Anche sulla sommità della collina dell'acropoli - oggi occupata dalla piazza Dante e dal grandioso monastero benedettino di San Nicolò l'Arena - in una serie di campagne di scavo iniziatesi nel 1978, sono stati scoperti strutture e materiali greci di VII secolo, che messi in relazione con quelli di Castello Ursino, suggeriscono l'idea che l'insediamento di Catania, al pari di quello di altre colonie siciliane, avesse occupato fin dagli inizi un ampio spazio senza procedere però alla sua capillare urbanizzazione. È da ricordare ancora che sempre nel corso delle stesse indagini sulla collina dell'acropoli sono state rinvenute significative tracce di frequentazione del sito nel periodo preistorico, relative in specie al neolitico ed all’età del rame. Per i secoli VII e VI le fonti letterarie sono avare di notizie su Katane (questo il nome della città in epoca greca): ci fanno comunque sapere che, nei decenni iniziali del VI secolo, vi fu attivo Caronda che le avrebbe dato un corpo di leggi scritte. L'indagine archeologica invece permette di seguire durante questo periodo la progressiva - e non pacifica - espansione della colonia calcidese nel suo retroterra; una stipe votiva di eccezionale interesse (rinvenuta in città nel 1959 nell'area di piazza S. Francesco, ancora inedita), attraverso i suoi materiali ceramici di VI secolo provenienti non solo dalle officine di Atene e Corinto, ma anche di Sparta, Chio e altri centri greci, lascia poi intravedere una Katane che risulta a pieno titolo inserita nel mondo ellenico. Nel 476 a.C. la conquista da parte del tiranno siracusano Gerone sconvolse la vita della città : egli ne espulse gli abitanti calcidesi, la ripopolò con un cospicuo numero di Dori di origine siracusana e peloponnesiaca, la rinominò Aitna (Etna); nel 461 a.C., comunque, dopo la caduta della tirannide siracusana, i Calcidesi ritornarono nella loro città ridandole l'antico nome. Nella seconda metà del V secolo, nel corso della grande spedizione ateniese in Sicilia (415-13 a.C.), gli abitanti di Catania si schierarono dalla parte della città attica cercando di contrastare tra l'altro le mire della vicina Siracusa sul proprio territorio. Una decina d'anni dopo la sconfitta ateniese, nel 403 a.C., Catania venne conquistata dal tiranno siracusano Dionigi il Grande: egli ne vendette in parte come schiavi gli abitanti, e introdusse nella cittadinanza gruppi di suoi mercenari campani. Dopo questi avvenimenti, nel IV secolo e nei primi decenni del III, Catania restò inserita nell'orbita della potenza siracusana. Indicativo in tal senso è anche il fatto che tra le statuette della stipe di piazza S. Francesco per il V e il IV secolo il tipo più diffuso sia quello di Kore con la fiaccola, introdotto con ogni verosimiglianza da Gerone, sacerdote appunto di Demetra e Kore, al momento della prima conquista siracusana di Catania. La conquista romana del 263 a.C., agli inizi della prima guerra punica, aprì per Catania un periodo di circa sette secoli durante il quale essa accrebbe notevolmente la sua importanza e il suo prestigio, fino al punto che nel IV secolo d.C. il poeta gallico Ausonio associandola a Siracusa la collocò tra i primi centri dell'impero romano. Catania rimase città decumana, cioè soggetta al versamento di una quota di un decimo dei prodotti del suo territorio, per quasi due secoli dopo la sistemazione della provincia di Sicilia da parte del proconsole M.Valerio Levino intorno al 210 a.C.; un deciso miglioramento nella sua condizione si registrò quando, un quindicennio dopo aver sconfitto nell'isola Sesto Pompeo, nel 21 a.C. Augusto la innalzò al rango di colonia romana, forse per suggerimento del suo principale collaboratore M. Vipsanio Agrippa, grande proprietario terriero nella zona. La decisione imperiale comportò un incremento nel numero degli abitanti di Catania determinato dall'immissione nel corpo cittadino di nuclei di veterani, e comportò ancora un notevole ampliamento del territorio della città grazie all'acquisizione della fertile piana a sud del Simeto, precedentemente controllata da Leontini. Tutto ciò, sommato ai vari privilegi connessi con lo status coloniale, favorì la crescita economica di Catania durante l'epoca imperiale. Subito agli anni dell'istituzione della colonia, quand'era necessario dare un'impronta romana alla città, è da ricondurre la sistemazione dell'area forense intorno all'attuale cortile S.Pantaleone; allo stesso periodo inoltre sembra risalire una decisa azione di riordinamento del tessuto viario della città. sulla base di recenti scavi condotti in via Crociferi e di una carta manoscritta del Cinquecento, la rete stradale della colonia risulta in qualche modo rintracciabile in quella odierna della zona che ruota intorno alla via Vittorio Emanuele nel tratto compreso tra la piazza Duomo e la via Plebiscito; nei secoli dell'impero comunque il tracciato augusteo fornì le direttrici per l'espansione dell'area urbana in particolare verso sud, dove verrà anche edificato il circo per le corse dei carri. Il limite nord della città imperiale fu invece rappresentato dall'anfiteatro: costruito nel II secolo d.C. l'edificio nella sua grandiosità può ritenersi il coronamento del processo di accumulazione di ricchezze iniziatosi a Catania con l'elevazione al rango di colonia. Esso, inoltre, considerato insieme altri altri luoghi di spettacolo della città come il teatro e l'odeon, ai numerosi complessi termali o all'efficientissimo sistema di approvvigionamento idrico, è significativo dell'alto livello della qualità della vita che dovette caratterizzare Catania durante l’età imperiale. Non è possibile al momento definire esattamente i tempi e i modi dell'introduzione e dell'affermazione del Cristianesimo a Catania, anche se si può pensare che qui non pochi fossero i fedeli della nuova religione alla metà del III secolo d.C. quando, durante la persecuzione dell'imperatore Decio, la tradizione data il martirio di Agata, la patrona della città. Notizie più sicure sulla Catania cristiana si hanno invece a partire dal IV secolo d.C. grazie ad un consistente nucleo di iscrizioni ed agli scavi condotti in aree sacre o cemeteriali. Nei decenni centrali del V secolo d.C., le incursioni dei Vandali interessarono la città arrecandole certamente notevoli danni: i grandi monumenti romani, d'altronde, non vennero tenuti in gran conto neppure durante il dominio gotico in Sicilia se Teodorico, signore dell'isola tra il 491 e il 526 d.C., concesse agli abitanti di Catania di servirsi degli squadrati blocchi di pietra lavica dell'anfiteatro per le loro costruzioni. Presa da Belisario nel 535 d.C. nel corso della guerra greco-gotica, la città fece parte dell'impero bizantino per tre secoli: a questo periodo, di cui siamo principalmente informati attraverso le fonti scritte, risalgono alcuni edifici di culto localizzati sia nella città sia nel circondario. Dopo che gli Arabi misero piede in Sicilia nell'827 d.C., conquistarono rapidamente anche Catania, ma in città non sono sopravvissute tracce significative del loro passaggio. Alla metà del XII secolo, comunque, quando Catania era da poco meno di un secolo normanna, il geografo al-Idrisi non poté fare a meno di ricordarne le non poche moschee ancora attive.