Αδιάσπαστη φαίνεται η συνέχεια της ζωής στην Αττική από το 5500 π.Χ. ως το τέλος περίπου της Nεολιθικής, πριν από το 3000 π.Χ. Ο παλαιότερος νεολιθικός οικισμός είναι εκτεταμένος και βρίσκεται στην παραλία της Νέας Μάκρης. Οι κάτοικοι ταξιδεύουν στη Στερεά, τη Θεσσαλία, την Πελοπόννησο και στη Μήλο για τον οψιανό της.
Τα πρώτα χρόνια της εποχής του Χαλκού, η κατοίκηση πυκνώνει και σημειώνεται μεγάλη στροφή προς τη θάλασσα. Ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι οικισμοί στο Ασκηταριό της Ραφήνας και στον Άγιο Κοσμά και τα νεκροταφεία στον Άγιο Κοσμά και στο Τσέπι του Μαραθώνα. Στην ενδοχώρα στενότερες είναι οι επαφές με τη Στερεά και την Πελοπόννησο.
Από τη Μεσοελλαδική εποχή, που αρχίζει γύρω στο 2000 π.Χ., τα σημαντικότερα ευρήματα είναι ταφικός τύμβος στην Άφιδνα, τρεις τύμβοι στον Βρανά του Μαραθώνα και καλοδιατηρημένα σπίτια στον Θορικό.
Τους πρώτους χρόνους του μυκηναϊκού πολιτισμού, η Αττική επικοινωνεί πολύ αραιά με την Πελοπόννησο. Θολωτοί τάφοι βρέθηκαν στο Λαύριο και στον Βρανά του Μαραθώνα. Στον Βρανά, αν και μόνο ένα χρυσό κύπελλο διασώθηκε από τα κτερίσματα, στην αρχή του μακρού δρόμου, βρέθηκαν θαμμένα αντικριστά τα δύο άλογα του βασιλιά.
Με την αρχή της Υστεροελλαδικής ΙΙΙ περιόδου, γύρω στο 1400 π.Χ., πολλαπλασιάζεται και εξαπλώνεται στην ενδοχώρα ο μυκηναϊκός πληθυσμός, συντηρητικός και συγκρατημένος. Στα παράλια κατοικούν φιλήσυχοι ψαράδες. Οι κάτοικοι των Αθηνών, αφήνοντας τον επάνω βράχο στους ηγεμόνες, συνεχίζουν να κατοικούν νοτιότερα, από το Ολυμπιείον ως τον Κεραμεικό, σε μικρές ομάδες σπιτιών. Αυτή η «κατά κώμας» διάταξη διαμόρφωσε εκείνα περίπου τα χρόνια τη διατύπωση του προελληνικού ονόματος Αθήναι στον πληθυντικό.
Η σημαντική εξάπλωση του μυκηναϊκού πολιτισμού αρχίζει μετά το 1300 π.Χ. Στην Αττική, αν οι απομιμήσεις μυκηναϊκών σκευών και κοσμημάτων είναι άτεχνες και επαρχιακές, δηλώνουν ωστόσο στενή παρακολούθηση των εξελιγμένων μυκηναϊκών κέντρων. Ο βασιλιάς των Αθηνών οικοδομεί πάνω στο βράχο ανάκτορο και το οχυρώνει με ισχυρό κυκλώπειο τείχος και κρυφή κάθοδο σε υπόγεια κρήνη μεταβάλλοντας τη θέση σε ακρόπολη.
Με την αρχή του 12ου αιώνα π.Χ., ανάπτυξη και ευημερία ανακόπτονται, πολλοί οικισμοί εγκαταλείπονται. Εξαίρεση αποτελεί το νεκροταφείο της Περατής με τα πλούσια κτερίσματα που διηγούνται την ιστορία των νεκρών: έμποροι και ναυτικοί, ανεξάρτητοι από κάθε κεντρική διοίκηση, χωρίς να διακόψουν τις επαφές με την Αργολίδα, στρέφονται στις αγορές του Αιγαίου φτάνοντας ως την Κύπρο και την Ανατολή.