Penemuan arkeologi, seperti lukisan gua, membuktikan bahwa manusia hadir di zaman prasejarah. Lukisan-lukisan gua Gouy dan Orival juga membuktikan adanya manusia di Seine-Maritime. Beberapa megalit dapat ditemukan di seluruh Normandia, kebanyakan dari mereka dibangun dengan gaya yang seragam.
Kelompok Belgae dan Celtic, yang dikenal sebagai Galia, menginvasi Normandia abad ke-4 sampai abad ke-3 SM. Sebagian besar pengetahuan kita tentang kelompok ini berasal dari de Bello Gallico karya Julius Caesar. Caesar mengidentifikasi beberapa kelompok yang berbeda di antara Belgae yang menempati daerah-daerah terpisah dan tinggal di kota-kota agraris yang tertutup. Pada tahun 57 SM, Galia bersatu di bawah Vercingetorix dan mencoba melawan tentara Caesar. Setelah kekalahan mereka di Alesia, orang-orang Normandia terus berjuang sampai tahun 51 SM, tahun dimana Caesar menyelesaikan penaklukannya atas Galia. Di bawah kekuasaan Romawi, wilayah ini merupakan bagian dari Armorica.
Sejarah Kadipaten Normandia dimulai sekitar tahun 911. Clair-sur-Epte, dibuat ketika sebuah perjanjian, yang populer disebut St. Charles yang Sederhana dari Perancis memberikan wilayah di sekitar Rouen dan Seine bagian bawah kepada Rollo, pemimpin dari sekelompok Viking. Lebih banyak hibah menyusul pada tahun 924 dan 933. Pada tahun 1066, Adipati Normandia, William Sang Penakluk, menyerbu Inggris setelah kematian Raja Edward Sang Pengaku percaya bahwa dia yang paling berhak menjadi Raja Inggris. Tetapi Raja Harold II menobatkan dirinya sendiri sebagai raja sebagai gantinya. Tentara Saxon Raja Harold, dan tentara William Norman bertempur di Pertempuran Hastings pada tanggal 14 Oktober 1066. Raja Harold terbunuh dalam pertempuran tersebut. Pada tanggal 25 Desember 1066 William dinobatkan sebagai Raja Inggris sebagai 'William I'.
Kadipaten bersejarah ini mencakup dua wilayah Perancis: Normandia Atas dan Normandia Bawah; dan juga Kepulauan Channel yang bukan bagian dari Perancis. Kadipaten Normandia tidak dikembalikan ke Perancis sampai setelah tahun 1204 ketika Philip II dari Perancis mengambil semua kepemilikan Perancis dari bawahannya, Raja John dari Inggris. Sejak saat itu Normandia adalah sebuah wilayah di Perancis.