Im Rahmen der Geschichte der Stadt Wels sei festgehalten, dass die ältesten Funde aus der jüngeren Steinzeit stammen, das heißt aus dem Zeitraum von 3500 bis 1700 v. Chr. Gefunden worden sind vor allem einfache und primitive Werkzeuge am Ufer der Traun sowie im heutigen Zentrum der Stadt. In der Bronzezeit, ab 1700 v. Chr., legten die Menschen zahlreiche Gräberfelder im Bereich des heutigen Flughafengeländes an. Unweit davon fand man ein Urnenfeld, das Archäologen auf die Zeit der sogenannten Urnenfelderkultur in der Zeit von 1100 v. Chr. bis 750 v. Chr. datieren. Aus den Funden von 60 Gräbern dieser Urnenfelderkultur gingen Grabbeigaben, wie Bronzeschmuck oder Lebensmittel, hervor.

In der Römerzeit entwickelte sich Wels, damals eine kleine Siedlung, zu einem äußerst wichtigen und bedeutenden Stützpunkt bzw. Außenposten des gesamten Römischen Reiches. Zu dieser Zeit wurden in Wels bereits Häuser aus Ziegel, Dampfbäder eine Arena sowie ein Bewässerungssystem, das Wasser vom Reinberg in die Stadt transportierte, erbaut. Unter Kaiser Caracalla entwickelte sich Wels zu einer Großstadt. Es herrschte drohende Alemannengefahr, weshalb man die Stadt ausbaute und erweiterte, eine Stadtmauer errichtete und eine Straße von Passau entlang der Donau erbaute. Aufzeichnungen zufolge konnte man in Erfahrung bringen, dass sechs Türme und eine Toranlage in die Stadtmauer integriert waren.

Kaiser Diokletian erklärte Wels in seiner aufgestellten Reform des Provinzen-Systems zu einer Hauptstadt, die für die Verwaltung des Gebietes des Römischen Reiches nördlich der Alpen zuständig war. An der Spitze der Stadt Wels befanden sich zwei Duumviri, die die Position der Stadtrichter inne hatten, zwei Ädilen, die für die Einhaltung und Wahrung der Gesetze sorgten, ein Quästor, der für die Verwaltung der Stadtkasse eintrat sowie ein 100-köpfiger Stadtrat.

In der Zeit zwischen dem 3. und 5. Jahrhundert fielen in das Gebiet rund um die Stadt Wels vermehrt und immer wieder Germanen- und Vandalenstämme ein. Ebenso überfiel Attilas Heer im Zuge der damals in dieser Zeit beginnenden Völkerwanderung die Stadt Wels. In zahlreichen Aufzeichnungen beschrieb man die unter Kaiser Gallienus vorherrschende Provinz „Noricum“ als vollständig verwüstet. Der Offizier und zugleich König von Italien, Odoaker, veranlasste die Räumung Noricums, da die Provinz nicht mehr zu halten war. Ab dem 4. Jahrhundert wuchs Wels wieder für einige Jahrhunderte zu einer kleinen, jedoch völlig unbedeutenden, Siedlung heran.

Im Zuge der Völkerwanderung besiedelten die Bajuwaren im 6. Jahrhundert die Gebiete rund um Wels. Bereits im 8. Jahrhundert stattete man Wels mit Befestigungsanlagen aus. Demzufolge wurde Wels erstmals im Jahre 776 als „castrum uueles“, was soviel bedeutet wie „befestigte Siedlung Wels“, erwähnt.

Ab dem Jahre 1000 bezeichnete man Wels als „Markt“, da die Stadt Aufsehen im Rahmen des Tuchhandels erworben hatte. Aufgrund der Tatsache, dass Wels im 11. Jahrhundert zum Kloster Lambach gehörte, sprach man es später dem Bistum Würzburg zu.

Im 12. Jahrhundert erfolgte eine regelrechte Aufteilung der Stadt Wels. Grund dafür war die Tatsache, dass das Marktrecht, die Maut für die Brücke, die Pfarrkirche sowie eine Marienkapelle von Würzburg, dem Kloster Lambach, dem Stift Kremsmünster und einigen Adeligen getrennt verwaltet wurden. Aus dieser Zeit stammen darüber hinaus auch die ältesten Welser Dokumente. Nach dem Tod des letzten Traungauers im Jahre 1192 kam die Stadt Wels mittels eines Erbvertrages in den Besitz der Babenberger. Sie waren es, die 1222 Wels als „Stadt“ beurkundeten. Zu dieser Zeit zählte Wels bereits, neben Linz und Steyr, zu den größten Befestigungen Oberösterreichs. Darüber hinaus war Wels sogar Schauplatz der damaligen Schlacht zwischen den Heeren von Herzog Heinrich XIII. von Bayern und König Ottokar II. von Böhmen.