Najwcześniej człowiek pojawił się na obecnych ziemiach Bułgarii w epoce środkowego paleolitu (od 100 000 do 40 000 r. p.n.e.). Żyły wtedy jaskiniowe niedźwiedzie, hieny i lwy, jak również mamuty i nosorożce. Pasma górskie pokrywał lodowiec. Neandertalczycy zamieszkiwali jaskinie i groty Starej Płaniny, używali już krzemiennych narzędzi, trudnili się zbieractwem i łowiectwem. Homo sapiens wytwarzał mozolnie narzędzia kościane, osadzał krzemienne toporki na drewnianej rękojeści, stroił się w naszyjniki z muszli i zębów zwierząt, czcił kobietę-matkę (jako że jedyną komórką społeczną były wówczas rody matriarchalne), wierzył w bóstwa, odprawiał obrzędy pogrzebowe na przestrzeni dziejów od 40 000 do 12 000, czyli w epoce młodszego paleolitu. Pozostawił ślady swej bytności w jaskiniach Baczo Kiro i Dewetaszkata peczera. Rozwijał swą inteligencję w neolicie, młodszej epoce kamiennej, przypadającym na lata od 6000 do 2300 p.n.e., o czym świadczą znaleziska w Kremikowcach. Używał wtedy narzędzi miedzianych, nie rezygnując jeszcze z kamienia, i zajmował się rolnictwem, a chronił się w tellach, wzgórzach mieszkalnych. Uprawiał zboże, mełł je na żarnach, lepił garnki, które zdobił białymi lub czarnymi motywami geometrycznymi. Osadę z tego okresu, najstarszą, odkryto we wsi Karanowo koło Nowej Zagory.

Około 2600 r. p.n.e. napłynęła fala ludów indoeuropejskich, zwanych Protoindoeuropejczykami albo Staroeuropejczykami, a także Pratrakami, których znali antyczni Grecy i mienili Pelazgami. Ludzie tej kultury chowali zmarłych w pozycji skurczonej i pokrywali ochrą. Z Pratrakami właśnie zmieszały się indoeuropejskie ludy, przybyłe około 1900 r. p.n.e. z terenów nad Morzem Czarnym. Byli to Armeni, Frygowie, Grecy, Macedończycy, Ilirowie, Dako-Mezowie…

Była epoka wczesnego brązu. Ówcześni mieszkańcy wschodniej części Półwyspu Bałkańskiego, dzisiejszej Bułgarii, już hodowali konie (Homer Traków nazwał „hodowcami koni”), uważane za zwierzęta święte. A mieli sąsiadów Ilirów na zachodzie oraz Macedończyków i Epirotów na zachodzie południowym. Za krainami tych ludów żyli Grecy. Bohaterowie Iliady i Odysei nieraz będą sprzymierzali się z bratnimi Trakami i Frygami, gdy w porywie homeryckiego gniewu zapragną zetrzeć w proch swych wrogów. Bardziej rozsądni Trojańczycy wejdą z Trakami w układy handlowe.

Po epoce brązu nadchodzi epoka żelaza (IX-VI w. p.n.e.). Trakowie bardzo go potrzebują, bo oto na ich ziemie wpadają Scyci, koczowniczy lud irański, i już zostają, przemieszczając się z wolna w kierunku dzisiejszej Rumunii. Na wzgórzach ziem trackich powstają w wiekach od X do V p.n.e. twierdze obronne. Arystokracja, wojownicy i wodzowie, posiadają żelazną broń i ozdoby ze złota. Na trackie wybrzeże Morza Czarnego i Egejskiego przybywają, począwszy od VII w. p.n.e., Jończycy, Dorowie i Eolowie, zakładając placówki handlowe, które szybko stają się miastami, fest już czarnomorska Apollonia (Sozopol), Anchial (Pomorie), Messembria (Nesebyr), Odessos (Warna) i Dionizopolis (Bałczik). W wymianie handlowej Trakowie zyskują sól, wino, oliwę, narzędzia i broń, a Grecy zboże, bydło, miód, skórę, suszone ryby, drewno i smołę oraz niewolników.

W V w. p.n.e. powstają państwa trackie. W 512 r. p.n.e. wschodnią Trację podbił król perski Dariusz. Gdy Grecy rozgromili Persów pod Platejami w 479 r. p.n.e., plemię trackie Odryzów podbija sąsiednie plemiona, tworząc silne państwo. Król Sytaltes bije już własną monetę, wprowadza prawa, organizuje administrację państwową. W IV w. p.n.e. państwo Odryzów rozpada się na małe księstewka, by paść łupem króla Filipa II Macedońskiego, ojca Aleksandra Wielkiego. Filip zakłada miasto Filipopolis nad rzeką Hebros (Płowdiw nad Maricą). Trakowie wzniecili powstanie (331-330 r. p.n.e.), ale stłumił je Aleksander Wielki. Jego wódz Lizymach opanował Trację, która po następnym powstaniu wprawdzie pozbywa się zwierzchności macedońskiej, ale ulega Celtom (ci założyli państwo Tylis w pobliżu dzisiejszego Kazanłyku), a po odepchnięciu ich przez plemiona trackie Bessów i Odryzów ponownie wraca do królestwa Macedonii.

W 168 r. p.n.e. w bitwie pod Pydmą Macedonię pobiją rzymski wódz Lucjusz Emiliusz Paullus, a 20 lat później powstaje rzymska prowincja Macedonia. W 73 r. p.n.e. Marek Lukullus ujarzmił wojownicze plemiona trackie Bessów i Odryzów. Tracja wchodzi w skład Imperium Rzymskiego. Trakowie kilkakrotnie organizują powstania przeciw Rzymowi (od 6 do 26 r. n.e.), ale ostatecznie w 46 r. n.e., za panowania cesarza Klaudiusza, ich ziemie jako swoje prowincje administrują Rzymianie. Na północ od Starej Płaniny utworzyli rzymską prowincję Mezję, a na południe – rzymską Trację. Swoim zwyczajem Rzymianie budują drogi, a przy nich mansiones, czyli stacje, oraz miasta. Nie wtrącają się w sprawy religii ani obyczajów – chyba, żeby je przyswoić. W Mezji zbudowali Bonnonię (Widin), Novae (koło Swisztowa), Ratiarię (Arczar), Amus (Łom), Oescus (Gigen) i in.

Mezję nękało trackie plemię Daków (na terenach dzisiejszej Rumunii). Ujarzmił je w 106 r. n.e. cesarz Trajan, tworząc rzymską prowincję Dację. W 170 r. w Mezji wybucha powstanie, pojawia się barbarzyńskie plemię Kostoboków, potem wpadają Goci. W bitwie z tymi ostatnimi ginie w 251 r. cesarz Decjusz. Odtąd plemiona barbarzyńskie wciąż będą napierały na granice Cesarstwa Rzymskiego. W 330 r. cesarz Konstantyn Wielki przeniósł stolicę imperium do Bizancjum, które przemianował na Konstantynopol. W 378 r. cesarz Walens poległ pod Adrianopolem w walce z Wizygotami, których sam zaprosił do osiedlenia się w Scytii. Pokonał ich Teodozjusz Wielki, władca w 395 r. na łożu śmierci podzielił cesarstwo na dwie części: Wschodniorzymskie, zwane Bizantyjskim, i Zachodniorzymskie, nazywane nadal Rzymskim. Ziemie bułgarskie znalazły się pod administracją Bizancjum. W 442 i 447 r. po Bałkanach hulali Hunowie Attyli, paląc miasta rzymskie. Rozproszyli się po śmierci swego władcy w 453 r., wchłonięci przez żywioł tubylczy. Niebawem nadbiegli Ostrogoci, by utworzyć między Starą Płaniną a Dunajem silne państwo ze stolicą w Novae i ruszyć na czele swego wodza Alaryka, w 489 r., na państwo italskie.