Bereits um 20 n. Chr. entstand am Kreuzungspunkt urgeschichtlicher Fernhandelswege eine Handwerkersiedlung am Römerberg. Wenig später wurde LENTIA Standort einer römischen Reitereinheit, der Ala I Pannoniorum Tampiana, die den Donauübergang überwachte. Das Kastell ist nach den neuesten Forschungen im Bereich der Spittelwiese zu suchen, wo auch die Reste eines Getreidespeichers gefunden wurden. Die zivile Siedlung des 2.-3. Jahrhunderts reichte von den Abhängen des Römerberges über die Altstadt bis zur Spittelwiese. Die ersten Holzständerbauten ersetzte man durch Häuser aus Ziegel und Stein, ausgestattet mit Fußbodenheizungen und Wandmalerei. Am Fuße des Schlossberges lag eine Kultstätte der orientalischen Gottheit Mithras, ein Mithräum, das heute im Museum LinzGenesis als Rekonstruktion zu sehen ist.
Am Martinsfeld und auf der Keplerwiese wurden spätantike Siedlungsbefunde freigelegt (4./5. Jahrhundert). Ein Graben im westlichen Areal des Schlossparks, eine massive Umfassungsmauer am Martinsfeld, sowie Funde von militärischer Ausrüstung und Ziegelstempel legen einen Militärposten nahe. In der Spätantike war in Linz ein Präfekt der Legio II Italica, der Legion aus Enns/LAURIACUM, mit seiner Truppe stationiert. An den Abhängen des Römerberges befand sich ein Friedhof, der bis in das 5. Jahrhundert, in die Zeit des Heiligen Severin, benutzt wurde.