Най-старите поселения на територията на днешния град са датирани от VI хилядолетие пр.н.е. Предполага се съществуването на няколко праисторически селища, като едно от най-старите и несъмнено най-значимото е това, разположено върху едно от тепетата на Пловдив, познато днес като Небет тепе (тур. ньобет - стража). Първоначално селището възниква в естествено укрепеното и защитено място в предната част на северния хълм. Постепенно то се разширява и към останалите хълмове, за да даде началото на най-значимия тракийски град в България. През периода на елинизма градът се разраства в източна посока, предимно в пределите на Трихълмието. Въпреки това последните археологически проучвания дават сведения, че по това време Филипопол започва да расте и в подножието тепетата. На Небет тепе са открити руини на жилища и укрепителни съоръжения, датирани от този период. Комплексът "Небет тепе" продължава да играе важна роля като елемент от укрепленията на града до XIV век, с множество допълнения и подобрения по време на Античността и Средновековието. Забележителна находка от това време е намереното водохранилище с вместимост 300 000 литра.