Tutta l'area costiera del golfo fu parte integrante della regione popolata dagli antichi Aurunci, stanziati tra il fiume Liri, il Volturno e la zona del vulcano di Roccamonfina. Solo nel 345 a.C. il territorio di Gaeta finì sotto l'influenza di Roma.
Durante il periodo romano Gaeta divenne un luogo di villeggiatura molto rinomato, frequentato da imperatori, ricchi patrizi, consoli e famosi senatori dell'epoca. A favorire la loro venuta fu anche la costruzione di una nuova strada romana, la Via Flacca, più breve rispetto all'Appia. Il territorio gaetano, al confine tra Lazio e Campania, era situato in epoca preimperiale all'interno di quell'area geografica denominata Latium adjectum (Latium Novum). Tale nome era riferito ai territori "aggiunti" al Latium vetus (Latium antiquum) in seguito alle prime conquiste di Roma verso Sud, con la conseguente scomparsa di altri popoli preromani (Volsci, Equi, Ernici e Ausoni-Aurunci). Ormai già con Augusto e la sua riforma amministrativa, i territori di Gaeta ricadevano nella regione unica formata dal Latium vetus e dal Latium adjectum che i romani chiamavano con il nome Latium. Il Latium terminava perlopiù lungo l'attuale confine con la Campania delineato dal fiume Liri-Garigliano, risultando amministrativamente unito alla stessa Campania attraverso la "Regio I Latium et Campania", una delle undici regioni dell'Italia augustea.
Con la caduta dell'Impero romano d'Occidente iniziò un periodo buio di transizione, caratterizzato da continui saccheggi prima da parte delle popolazioni barbariche e in seguito dai Saraceni. Proprio per la sua caratteristica posizione su di una penisola naturale, facilmente difendibile, Gaeta si trasformò gradualmente in un castrum: la città fu fortificata con cinte murarie e sulla zona alta dell'antico borgo medioevale sorse il castello a difesa dell'abitato; allo stesso tempo le popolazioni delle zone limitrofe si trasferirono all'interno delle mura per trovare ospitalità, rifugio e protezione.
Le prime notizie del castello risalgono al VI secolo nella guerra contro i Goti, nel X secolo se ne fa cenno all'interno delle carte del Codex diplomaticus cajetanus, ma notizie certe della sua esistenza si hanno solo nel XII secolo.
La prima importante documentazione sull'esistenza di una flotta gaetana risale all'anno 812, allorquando il patrizio bizantino Gregorio, governatore della Sicilia, incalzato dalla minaccia araba, fu costretto a chiedere aiuto al duca di Napoli e agli altri ducati campani. Alle sollecitazioni di Gregorio risposero Gaeta e Amalfi che, con le loro navi (unite a quelle di Costantinopoli), sconfissero la flotta araba al largo di Lampedusa.
Già nel IX secolo Gaeta si rese autonoma dall'autorità imperiale bizantina e nell'anno 839 la carica di Ipato venne assunta da Costantino I, figlio del conte Anatolio (capostipite della famiglia Caetani) e di fatto primo sovrano di Gaeta riconosciuto. Il ducato di Gaeta conquistò gradualmente la sua indipendenza e restò in vita per oltre due secoli, nel corso dei quali Gaeta ebbe una propria solidità militare, un'autonomia politica, un'autonomia giurisdizionale, dei propri istituti giuridici civici, una propria moneta (il "follaro") e un considerevole sviluppo economico attraverso i traffici commerciali marittimi.