Tra il I e il II secolo Florentia era una colonia romana nata come castrum militare di circa 10.000 abitanti su un passaggio strategico dell'Arno. La città aveva una forma quadrangolare con al centro il foro (oggi Piazza della Repubblica) dove si incontravano il cardo e il decumano. I più recenti scavi hanno permesso di datare la cerchia muraria primitiva tra il 15 e il 30 a.C., anticipando di un secolo la datazione precedente.
Il tracciato corrispondeva approssimativamente a lato sud di Piazza del Duomo a nord, Via Tornabuoni a ovest, Piazza della Signoria a sud e Via del Proconsolo a est. Misurava quindi circa 400x500 metri, per un'area totale di circa 20 ettari. Le mura erano costruite in laterizio pieno, su fondamenta di calcestruzzo con uno spessore medio di due metri e con dei rinforzi interni costituiti da telai appositi.
La cinta comunque non includeva tutta la città: innanzitutto era escluso il ponte sull'Arno (il più antico, che si trovava a poche decine di metri dal Ponte Vecchio attuale) ed il relativo accesso al passaggio, con tutti gli edifici tra il fiume e la linea che oggi congiunge Piazza della Signoria a Piazza Santa Trinita; l'anfiteatro, costruito in seguito, oggi vicino a Piazza Santa Croce in Via Tòrta, che ne riprende il disegno storto; la zona di Oltrarno, dove era presente una colonia di mercanti orientali, soprattutto siriani, che per primi portarono probabilmente sia il culto di Iside, sia il Cristianesimo.
Questa cinta muraria cadde in rovina con il declino dell'Impero Romano e il crollo demografico conseguente alle invasioni barbariche. L'unica zona visibile di questa cinta è un segno tracciato sul suolo di Via del Proconsolo, tra la Badia Fiorentina e Piazza San Firenze, in corripondenza di dove gli scavi hanno trovato le fondamenta di due torri e di un tratto di fortificazione nel sottosuolo, poi ricoperto dal manto stradale, ma indicato da una linea nell'asfalto e da un pannello che ne spiega l'origine.
