Οι ανασκαφικές έρευνες στο Ελευθεροχώρι Παραμυθιάς απέδειξαν ότι η εμφάνιση του ανθρώπου στην Θεσπρωτία ανάγεται στην Παλαιολιθική Περίοδο. Αυτό αποτελεί μια σημαντική ανακάλυψη.
Επιβεβαιώθηκε και αρχαιολογικά η άποψη για αξιόλογη παρουσία του προϊστορικού ανθρώπου στο θεσπρωτικό χώρο κατά τη Μέση (±250.000 – 35.000 Π.Χ.) και Νεώτερη (±35.000 – 9.000 Π.Χ.) Παλαιολιθική Περίοδο.
Κατά Νεολιθική Περίοδο (± 9.000-2.800 Π.Χ.) ανθρώπινη εγκατάσταση έχει διαπιστωθεί στις σπηλιές της Ψάκας και της Σίδερης, καθώς και σε διάφορες περιοχές της κοιλάδας του Κωκυτού.
Αρχαιολογικά επιβεβαιωμένη είναι η αραιή μεν, αλλά συνεχής παρουσία προελληνικών φύλων την πρώιμη εποχή του Χαλκού (3η π.χ. χιλιετία).
Το 2.000 π. Χ. περίπου τοποθετείται η ειρηνική εγκατάσταση των πρώτων ελληνόφωνων φύλων, των Ελλήνων Θεσπρωτών, στη Θεσπρωτία και εν γένει σε ολόκληρη την Ήπειρο.
Κατά τη διάρκεια του 14ου & 13ου π.χ. αι. Μυκηναΐοι άποικοι από τη Δυτική Πελοπόννησο φτάνουν μέχρι τους νοτιότερους όρμους της Θεσπρωτίας, ιδρύοντας οχυρωμένες εγκαταστάσεις: την Εφύρα στις εκβολές του Αχέροντα και την προϊστορική Τορύνη στον όρμο του Λύχνου.
Η πανάρχαια Θεσπρωτική γη έχει πολλά ακόμη να αποκαλύψει, αλλά το κυριότερο είναι φορέας ενός μεγάλου πολιτισμού, που σήμερα τον αγνοούμε σε όλες τις διαστάσεις του και αλλοιώθηκε από τις πληθυσμιακές προσμίξεις στην πάροδο του χρόνου. Εξάλλου η ιστορία της παλαιάς επαρχίας Θυάμιδος στη Θεσπρωτία ξεκινάει την παλαιολιθική περίοδο (250.000-9000 π.Χ.) σε υπαίθριες θέσεις.
Λίθινα εργαλεία έχουν βρεθεί στην πεδιάδα του Κάτω Καλαμά. Νεολιθικά ευρήματα (9000-2800 π.χ.) έχουν ανακαλυφθεί στη σπηλιά της Σίδερης. Οι ανασκαφές στο λόφο Ραγίου (Πύργος) έδειξαν ότι η περιοχή κατοικήθηκε ήδη από την 2η π.χ. χιλιετία.
Κατά την εποχή του χαλκού η Ήπειρος αποτέλεσε την κοιτίδα των περισσότερων ελληνικών φύλων.
Η περιοχή ανήκε στο φύλο των Θεσπρωτών. Ο Όμηρος αναφέρει τη μετάβαση του Οδυσσέα στη Θεσπρωτία, ο οποίος φιλοξενήθηκε από τον βασιλιά Φείδωνα και πήγε στο μαντείο της Δωδώνης να πάρει χρησμό.
Κατά την παράδοση το νησάκι Πρασούδι στον κόλπο της Ηγουμενίτσας ήταν ο βράχος που έριξε ο Κύκλωπας Πολύφημος στον Οδυσσέα.
Κατά τους ιστορικούς χρόνους οι Κερκυραίοι δημιούργησαν αποικίες στην Τορώνη (Λυγιά Ηγουμενίτσας) και τον Βουθρωτό, από όπου έκαναν επιδρομές στην ενδοχώρα και άρπαζαν δούλους.
Επίσης προμηθευόταν, όπως και οι νοτιοελληνικές πόλεις, γαλακτοκομικά προϊόντα, δέρματα, μαλλί και ξυλεία. Κατά τον Πελοποννησιακό πόλεμο οι Θεσπρωτοί και οι άλλοι Ηπειρώτες συμμάχησαν με τους Πελοποννήσιους κατά των Αθηναίων και των Κερκυραίων.
Το 433 π.Χ. έγινε η περίφημη ναυμαχία των Συβότων μεταξύ Κορινθίων και Κερκυραίων, κατά την οποία και οι δύο αντιμαχόμενοι θεώρησαν ότι νίκησαν και έστησαν τρόπαιο.
Κατά νεότερη έρευνα, τα Σύβοτα της αρχαιότητας ήταν τα νησάκια της Λυγιάς Ηγουμενίτσας, τα οποία καλύφθηκαν αργότερα από τις προσχώσεις του Θύαμι ποταμού.
Γύρω στο 350 π.χ. χτίστηκαν οι πρώτες οχυρωμένες ακροπόλεις και τα χωριά άρχισαν να συνενώνονται σε πόλεις. Για μερικές δεκαετίες η Ελέα υπήρξε η πρωτεύουσα της Θεσπρωτίας και έδρα του Κοινού των Θεσπρωτών.
Στη συνέχεια και μετά την κατάκτηση της Ν. Κεστρίνης από τους Θεσπρωτούς καθιερώθηκε ως πρωτεύουσα της Θεσπρωτίας η Τιτάνη ή Γιτάνη (σημ. Γκούμανη) στο όριο της περιοχής μελέτης, με πληθυσμό περίπου 6.000 κατοίκων. Η Τορώνη επίσης (Κερκυραϊκή Περαία) είχε πληθυσμό 6.000 κατοίκους.
Στη συνέχεια την πρωτοβουλία στην Ήπειρο ανέλαβε ο βασιλικός οίκος των Μολοσσών και οι φυλές της νότιας Ηπείρου ενώθηκαν σε συμμαχία που ονομαζόταν Ηπειρωτική Συμμαχία ή «συμμαχία των Απειρωτάν».
Οι δυνατότητες της συμμαχίας υλοποιήθηκαν από τον Πύρρο που βασίλευσε από το 297 μέχρι το 272 π.Χ. και εισέβαλε στην Ιταλία. Όταν το 168 π.Χ. οι Μακεδόνες νικήθηκαν από τους Ρωμαίους, ο Ρωμαίος στρατηγός Αιμίλιος Παύλος επιστρέφοντας από την Πύδνα, για λόγους αντεκδίκησης λεηλάτησε και κατέστρεψε 70 πόλεις της Ηπείρου και πήρε 150.000 αιχμαλώτους ως δούλους (167 π.Χ.).
Οι περισσότερες από τις πόλεις που καταστράφηκαν ήταν των Μολοσσών και ορισμένες των Θεσπρωτών (Ελέα, Τιτάνη) και η Ήπειρος έκανε πολλούς αιώνες να αναλάβει από την καταστροφή αυτή.
Όταν ο Στράβων επισκέφθηκε την Ήπειρο (β’ μισό του 1ου π.χ. αιώνα) βρήκε τη χώρα «ως επί το πλείστον έρημον».
Η Pax Romana (Ρωμαϊκή ειρήνη) έγινε αισθητή στην Θεσπρωτία από τον 1ο μ.Χ. αι. μέχρι την περίοδο της μεγάλης κρίσης των μέσων του 3ου.
Ένας αρκετά εκτεταμένος οικισμός των πρώτων μετά χριστόν αιώνων, ο οποίος δημιουργήθηκε στο μυχό του κόλπου της Ηγουμενίτσας στην περιοχή του Λαδοχωρίου, φαίνεται ότι επέζησε και κατά την παλαιοχριστιανική περίοδο (έως τον 6ο αι.).
Η έπαυλη στο σημερινό Λαδοχώρι με τις ανάγλυφες μαρμάρινες ρωμαϊκούς σαρκοφάγους, και τα ιδιαίτερα σημαντικά ευρήματα του 3ου μ.Χ. αι. από το νεκροταφείο στο οικόπεδο του Μουσείου, ήρθαν τα αποδείξουν ότι ο κόλπος της Ηγουμενίτσας, ο «έρημος λιμήν» του Θουκιδίδη, έπαιξε έναν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στην ύστερη αρχαιότητα.
Και γενικότερα η Θεσπρωτία αποτέλεσε το προγεφύρωμα της Ελλάδας προς την Ιταλία, και αντίστροφα. «Πρόκειται της Ελλάδος προς την Ιταλία», κατά τον Πολύβιο.