Les Romains s’installent sur cette hauteur lors de la conquête de la Provence, entre 122 et 118 avant notre ère, à bonne distance du comptoir grec de Nikaïa, au bord de la mer. Leur établissement, d’abord militaire puis administratif, prend le nom de Cemenelum, figure sur la célèbre table de Peutinger et devient la capitale d’une province romaine, celle des Alpes maritimes. La grande route romaine, la Via Julia Augusta, le relie à La Turbie et à la Provence.
La cité était assez importante pour justifier de beaux équipements publics : un amphithéâtre pouvant recevoir jusqu’à cinq mille spectateurs et trois ensembles de thermes. On estime qu’elle comptait au moins dix mille habitants. Des stèles funéraires de militaires montrent qu’elle fournissait de nombreux soldats à l’armée de Rome, et l’on pense qu’une garnison de mille à mille cinq cents hommes y était installée.
Cemenelum raconte aussi la transition vers le christianisme, dont les traces se découvrent au même endroit que les thermes. Saint Pons y est martyrisé en 257 et, au Ve siècle, un évêché y a brièvement siégé, dont subsistent les ruines d’un groupe épiscopal dans les thermes ouest. Le site a continué à être occupé jusqu’au VIIe, voire au VIIIe siècle, avant que l’abbaye Saint-Pons ne s’installe sur la nécropole romaine.