El nombre de Segóbriga, de origen celta, significaría ciudad, fortaleza. Por lo que su traducción vendría a ser "Ciudad de la victoria" o "Ciudad victoriosa".
En el año 1888 se halló un sepulcro colectivo de la Edad de Bronce en la Cueva de Segóbriga, cercana al Cerro de Cabeza de Griego. En el lugar aparecieron tanto restos humanos como útiles cotidianos.
Plinio enumera los pueblos que pertenecen al Convento Jurídico de Caesar Augusta, entre los que figuran los ercavicenses, vecinos de los segobrigenses.
Tras su conquista romana a principios del siglo II a. C. Segóbriga debió de convertise en un oppidum o ciudad celtibérica. Tras las guerras de Sertorio, entre los años 80 y 72 a. C., pasó a ser el centro de toda esa parte de la Meseta, con el control de un amplio territorio.
En tiempos de Augusto, alrededor del año 12 a. C., dejó de ser ciudad estipendiaria, que pagaba tributo a Roma, y se convirtió en municipium, ciudad gobernada por ciudadanos romanos, creciendo el estatus de la ciudad notablemente.
La ciudad fue un importante centro de comunicaciones. De esta época también es la emisión de moneda en su ceca y la construcción de una parte de la muralla. Al finalizar el mandato de Vespasiano, la ciudad se encontraba en su punto más alto, habiéndose finalizado ya las obras del teatro y el anfiteatro, y encontrándose plenamente integrada social y económicamente en el Imperio Romano..
En época visigoda, a partir del siglo V, todavía debía de ser una ciudad importante, pues se conocen restos de varias basílicas y de una extensa necrópolis (según hallazgos de 1760-1790), llegando sus obispos a acudir al III Concilio de Toledo en el año 589, y el XVI Concilio de Toledo en el 693.
Su despoblación definitiva debió de iniciarse tras la invasión musulmana. De estas fechas son los restos de una fortificación musulmana que ocupa la cumbre del cerro.
