Kars yöresinde Alt Paleolitik Dönemin hareketliliği, kazılarda ele geçen buluntularla saptanmıştır. Tombultepe’de şölyen-aşölyen tipte işlenmiş el baltaları ve büyük yongalar bulunmuştur. Merkez ilçenin yaklaşık 18 kilometre uzaklığında bulunan Borluk Vadisi’nde musteryen tipte araçlar; Ağzıacık Suyu’nun batısında ise bazalttan yapılmış ve çok aşınmış bir uç bulunmuştur. Bu örnekler, Orta Paleolitik Dönemden kalmıştır. Üst Paleolitik Dönemde yöre insanlarının avcılık ve toplayıcılıkla ilgilendiği, yapılan kazılar sonucunda elde edilen araç-gereçlerden tespit edilmiştir. Ayrıca, bu dönemde Camışlı Köyü’nde dağ keçileri ve geyiklerinin resmedildiği duvarlar bulunmuştur. Paleolitik Dönemin hemen ardından gelen Mezolitik Dönemde mikrolit adı verilen küçük araç ve gereçlere rastlanmıştır.
Neolitik ve Kalkolitik Dönemler
Neolitik Dönemde yörede henüz doğru anlamda yerleşimlerden söz etmek mümkün değildir. Çıldır Gölü üzerinde bulunan Akçakale Adası’nda bu döneme ait taş anıtlar ve duvar resimleri bulunmuştur. Burada o döneme ait menhirlere, dolmenlere ve kromleklere rastlanmıştır. Avrupa kültürüne has bu dolmenler, doğuda ilk kez Kars’ta görülmüştür. Azat Köyü’nde bulunan Dündartepe Höyüğü’nde, bakır madeninin kullanılmaya başlandığı Kalkolitik Dönemde yapılan araç-gereçlere ait buluntular elde edilmiştir. Bunun dışında bakır ve kalay madenlerinin ilk kez karıştırıldığı Tunç Dönemine ait çanak, çömlek ve değişik gereçler de bulunmuştur. Kars Kalesi mevkiinde bu döneme ait bir açkı taşı, el değirmeni taşları, bir çekiç, delinmiş üstü çizgili ve süslü hayvan figürleri, küçük taş hayvanlar, el yapımı çanak-çömlekler ve yapı kalıntıları olduğu düşünülen iri taş yıkıntıları bulunmuştur.
Urartular ve Persler Dönemi
Kars yöresinde yazılı tarih, Urartuların bölgede hüküm sürmesi ile başlamıştır. MÖ 9. ve 6. yüzyıllar arasında bölgeyi hakimiyeti altına alan Urartular, büyük bir krallıktı. Ayrıca, bu krallığa bağlı yerli krallıklar da mevcuttu. Kars’taki krallığın ismi Diauekhi Krallığı idi. Yöre insanlarının o dönem vergi olarak hükümrana altın, gümüş, tunç, at, sığır ve koyun ödedikleri saptanmıştır. MÖ 550 yılında Urartular’ın Persler egemenliğine girmesiyle yöre için yeni bir tarih sayfası açılmıştır. Pers hükümdarı I. Darius ülkeyi satraplık adı verilen 23 büyük ve 127 küçük birime bölüp yönetmiştir. Kars o dönem 18. Satraplık içinde yer almıştır. Bu yöre, Kral Darius’a her yıl 400 gümüş talent ve 20.000 at göndermekle yükümlüydü. Perslerin ardından bu yöre sırasıyla Arakslar, Tigranlar ve Sasanilerin eline geçmiştir.
İslamiyet’in Yayılış Dönemi
Bugünkü Doğu Anadolu Bölgesi’ni ele geçirme amacıyla 638 yılında Araplar ilk seferine başlamışlardı. Halife Ömer döneminde İslam ordusunun kumandanı olan İyas bin Ganem komutasındaki Arap ordusu, Van Gölü yöresine kadar ilerlemiştir. 642 yılında bölgeye Habib bin Mesleme komutasındaki ordu sefere girişmiştir. O dönem Kars’ı da ele geçirmek isteyen kuvvetler, sadece Divin’i alabilmişlerdir. Kars, 646 yılında Araplar’a kendiliğinden teslim olmuştur, ancak halkın büyük bir kısmı Selçuklu Hanedanı’nın bu bölgeye geldiği 1064 yılına kadar Hristiyan olarak kalmıştır. Bu dört asırda Müslüman Araplar, Bagratlılar ve Bizanslılar arasında sürekli el değiştiren yöre, Alparslan’ın Malazgirt Meydan Muharebesi’nden sonra Türklerin eline geçmiştir. Bu dönemle bilinmesi gereken en önemli hususlardan biri de Kars’ın, Ermeni-Gürcü Bagrat Krallığı’na başkentlik yapmış olmasıdır.
Selçuklular Dönemi
Alparslan’ın 1064 yılında Anadolu’ya düzenlediği sefer neticesinde bölge Selçuklu Hanedanı egemenliğine girmiştir. Alparslan ve oğlu Melikşah dönemlerinde yöre savaş yüzü görmemiş, ancak Melikşah’ın vefatıyla oğulları Muhammed Tapar, Berkyaruk ve Sencer arasında tahta çıkma mücadelesi baş göstermiştir. Bununla birlikte artan düzensizlik Kars yöresini de etkilemiştir. Muhammed Tapar ile Berkyaruk 1103 yılında Divin’de karşı karşıya gelmişlerdir. Tarihte Divin Savaşı adını alan bu çarpışmanın galibi Berkyaruk olmuştur. Bölgeyi bir süre idare eden Berkyaruk’un ölümüyle idare yetkisini Muhammed Tapar almıştır. Kısa bir süre sonra Saltuklular, Ani şehrine girmişler, fakat Gürcüler’le yaptıkları savaşı kaybedince yöreyi onlara bırakmışlardır. 1164’te, yöre tekrar Selçuklular’ın eline geçmiştir. Bu zamandan sonra tekrar bir Gürcü akını olmaması için yöredeki önemli kalelerin surları ve burçları onarılmıştır, ancak 1174’te Gürcü Kralı III. Georgi’nin saldırısıyla yöre yeniden el değiştirmiştir. 1243 yılında yapılan Kösedağ Savaşı’nın ardından tüm bölge Moğollar’ın hakimiyeti altına girmiştir. Yöre daha sonra Altın Orda Devleti, Karakoyunlular ve Akkoyunlular’ın egemenliği altına girmiştir.