先秦時期，深圳地區是珠三角一帶的文化中心。距今約7000年的咸頭嶺遺址典型性和代表性，是目前珠三角地區一處可以比較全面反映新石器時代中期考古學文化面貌的遺址，被評為2006年“全國十大考古新發現”之一。學術界常將珠江三角洲地區同時期文化遺存統稱為咸頭嶺文化。稍後的屋背嶺遺址是廣東迄今發現、發掘規模的青銅時代早期墓葬群，亦被評為2001年“全國十大考古新發現”之一。此外，大梅沙Ⅱ區遺址是廣東省內迄今發掘面積的沙丘遺址，疊石山遺址出土了廣東同類型遺址中的首件鐵器。

秦漢至南朝，深圳地區發展為粵東地區的政治中心。兩漢和孫吳時期，本地區繁榮的制鹽業在國家經濟體繫中占有前110年），漢武帝在南頭設立了番禺鹽官；甘露二257年），吳國在南頭設置了司鹽都尉所。東晉咸和六331年），深圳地區的政治地位大為提升。環珠江口一帶（今深圳市、東莞市、香港特別行政區、澳門特別行政區以及中山市和珠海市的大部分地區）成立了寶安縣，縣治位於南頭。粵東地區新建了東官郡，其疆域時占據了今天的大半個廣東地區，其郡治亦在南頭。深圳地區成為粵東的政治中樞，南頭成為嶺南的大都市。

隋唐與南漢，深圳地區成為廣東瀕海的軍事中心。唐代，廣州是重要的外貿城市，環珠江口的寶安縣是由水路進入廣州的門二十四736年），政府為了保護貿易通道，在南頭設置了屯門鎮。這是全國知名的軍鎮，詩人韓愈、劉禹錫、羅隱等都留下過相關詩歌。該鎮受嶺南道節度使直接管理，有士卒2000人。這是廣東地區一支規模不小的精銳部隊，曾遠征浙江，並立下“戰功”。 隨後建立的南漢政權也沿襲唐制，保留了屯門鎮。從此，本地區在軍事和海防中的價值日益顯現出來，成為歷代統治者都不敢忽視的軍事重鎮。

明代，深圳地區是廣東的海防中心。明初以來，本地區經常遭到倭寇和西方殖民者的侵擾。洪武二十七年（1394年），政府在深圳地區設置了東莞和大鵬兩個千戶所，額定駐軍2240人。倭患嚴重時，本地區又成立了備倭總兵署。隨後，南頭又有備倭總督駐守，管轄廣州、惠州和潮州一帶海域。嘉靖四十四年（1565年），廣東六寨的水師總部落戶南頭寨，次年，南頭正式成立了督理廣州、惠、潮等處海防參將。隨後，南頭還一度由海道副使和總兵親自鎮守。南頭成為廣東中路重要的軍事重鎮。正德十六年（1521年），汪鋐組織本地軍民，打響了中華民族反抗殖民侵略的炮，具有劃時代意義。