La fundación de Florencia se remonta a la época romana, a pesar de que la evidencia demuestra que Florencia fue ocupada ya en épocas prehistóricas. La parte más vieja de la ciudad tiene los signos de estos orígenes romanos porque fue construida como una de las colonias de César. Por lo de la defensa, la ciudad fue situada en la confluencia de dos corrientes, el Arno y el Mugnone, donde, previamente, habían vivido las poblaciones más antiguas.
Un plano rectangular fue incluido entre la muralla, con 1.800 metros aproximadamente de ancho. El área urbanizada, como todas las ciudades fundadas por los Romanos, es caracterizada por las calles rectas que se cruzan perpendicularmente. Las dos calles principales conducen a cuatro puertas elevadas y convergien en un cuadrado central, los urbis del foro, ahora Plaza de la Republica, donde más adelante estuvieran la Curia y se levantaba el templo dedicado a la tríada Capitolina (Júpiter, Juno, y Minerva). Los hallazgos arqueológicos, muchos de los cuales fueron quemados durante los trabajos que "dio una nueva vida" al viejo centro de la ciudad, han permitido localizar e identificar los restos de varios trabajos públicos importantes tales como los baños Capitolinos, los baños de Capaccio, el sistema de las aguas residuales, el pavimento de las calles y el templo de Isis, en Piazza San Firenze. En aquella epoca el Arno estaba fuera de la muralla, con un puerto al río que constituyó una infraestructura importante para la ciudad, porque en las épocas romanas el río era navegable de su boca hasta su confluencia con el Affrico, contra la corriente a salir de Florencia, y el primer puente en la historia florentina fue construido con probabilidad a contra corriente, donde hay, hoy, el Ponte Vecchio, sobre el primer siglo A.C.
La ciudad se desarrolló rápidamente gracias a su posición favorable y al papel que desempeñó en el ambito de la organización territorial en la región y pronto superó Arezzo como centro principal en el norte de Etruria. El poder económico fue la fuerza impulsora para el crecimiento urbano de la nueva colonia. Las actividades y el comercio prosperaron por el hecho que las rutas importantes de las comunicaciones, tierra y agua, interceptaban Florencia y esto nos explica la presencia de comerciantes orientales, probablemente en ruta hacia Pisa, que primero introdujeron el culto de Isis y luego, en el siglo II, el Cristianismo.
Las primeras indicaciones de la religión cristiana están limitadas a los cultos del diácono Lorenzo y de la santa palestina, Felicita, las primeras iglesias florentinas construidas fueron: El San Lorenzo construida en 393, la primera diócesis, y Santa Felicita, cuyas orígenes van de nuevo a los siglos IV y V. Sin embargo, los Florentinos tuvieron un obispo hasta finales del siglo III. El primer registrado es San Felice que participó en un sínodo romano en 313.