Historia thumb|Fenis, jeden z zamków Doliny Aosty. Ludzie zaczęli osiedlać się w dolinach, gdy tylko ustąpiły lodowce. Były to plemiona Celtów i Ligurów, po których pozostały ślady tarasowych winnic i poletek pod zasiew jęczmienia i prosa wzmacnianych kamiennymi murkami. Domostwa również budowali z kamienia, którego tu nie brakowało, chociaż w bocznych dolinkach zastępowano go drewnem z pobliskich lasów. W ten sposób ukształtowało się budownictwo regionu, na które do chwili obecnej składają się domostwa z przewagą kamienia lub drewna (te ostatnie noszą nazwę domów walserowskich, co sugeruje ich germańskie pochodzenie).
W 117 r. p.n.e., po pokonaniu Ligurów, w Dolinie Aosty zaczęło się panowanie Rzymian. Pozostałościami z tego okresu są łuk triumfalny Augusta, akwedukt i ruiny amfiteatru w mieście Aosta. Około 25 r. p.n.e. Rzymianie założyli fort Augusta Prætoria Salassorum (dzisiejszą Aostę), który miał strzec strategicznie ważnych przełęczy, a w dolinach zbudowali system dróg bitych i mostów. Dzisiejsza nazwa regionu − Valle d’Aosta − to właśnie rzymska „Vallis Augustus”. W czasach rzymskich wyżej położone doliny posiadały rodzaj autonomii, w czym pomocne było ich odcięcie od świata w okresie zimy. Podobnie było pod panowaniem Gotów, Longobardów i w V wieku za Burgundów.