La rivière, tant ressource nourricière que voie de communication, et ses plaines fertiles ont favorisé très tôt une implantation humaine sur le territoire.

La rivière, tant ressource nourricière que voie de communication, et ses plaines fertiles ont favorisé très tôt une implantation humaine dont témoignent des vestiges du Paléolithique supérieur (- 40 000 / - 9 600) retrouvés sur les rives de l’Allier et de la Loire. Bien que le site emblématique de la Préhistoire dans le département de l’Allier se situe à quelques kilomètres du Pays d’art et d’histoire de Moulins Communauté, à Châtelperron où se trouve la grotte des Fées (- 35 000 / - 30 000), des communes telles qu’Avermes ou Toulon-sur-Allier semblent avoir été occupées dès cette période. Des silex ou encore des bifaces y ont été retrouvés.

Le développement de l’archéologie préventive a permis de mieux documenter le territoire à partir du Néolithique (- 6 000 / - 2 300). Même si le repérage des habitats néolithiques reste délicat, des découvertes récentes ont apporté des informations sur cette époque essentielle dans l’évolution de la société, marquée par de nombreuses innovations telles que l’invention de l’agriculture ou la domestication des animaux qui s’accompagnent d’une extension démographique. Ainsi, à Avermes, commune la plus explorée du département, plusieurs vestiges témoignant d’une occupation humaine durant le troisième millénaire ont été retrouvés depuis le 19e siècle, comme des haches ou des poignards. Ces découvertes se sont enrichies en 2010 et 2012 grâce au diagnostic archéologique et à la fouille précédant la création de la section à 2x2 voies à Avermes et Trévol. Elles complètent les connaissances sur les céramiques du Néolithique dont la forme témoigne d’influences culturelles méridionales et nord-orientales.

Les fouilles d’Avermes ont été importantes concernant la période de l’âge de Bronze (- 2 300 / - 800) avec la découverte de vases ossuaires sur le site de La Couasse par exemple ou de vestiges de voie de circulation et d’enclos funéraire sur le site du Pont du Diable. Une nécropole de l’âge du Bronze a également été retrouvée à Toulon-sur-Allier, cette période étant surtout marquée sur le territoire du Pays d’art et d’histoire par les tumuli de Couzon et Limoise dans lesquels des panoplies guerrières ont été découvertes. Deux autres tumuli ont été retrouvés à Neuvy où des poteries et des substructions gallo-romaines ont été identifiées sur le site de Vallières.