Город возник в середине I тысячелетия до н. э. Доказанный исследователями возраст Бухары превышает 2500 лет.
Согласно местной мифической традиции, отражённой в «Истории Бухары» Наршахи, основание древнейшей части города — крепости Арк — относится к глубокой древности и приписывается героям эпоса Сиявушу либо Афрасиабу. Однако древнее Бухары считались крупные укреплённые селения Варданзи, Рамтин, Варахша и торговый город Пайкенд.
Город сформировался вдоль одного из крупных притоков реки Зарафшана, который распадается здесь на несколько протоков, на низкой болотистой равнине, над которым и ныне возвышается массивный искусственный холм городской цитадели — Арк.
Город на протяжении более 2000 лет не менял своего местоположения, что, с одной стороны, вело к накоплению мощных культурных слоёв различных исторических эпох, а с другой, — привело к уничтожению многих памятников и следов предшествующего времени.
В наши дни древняя часть Бухары остаётся «живым» городом, сохранившим исходную структуру (крепость Арк, шахристан, канал Шахруд). Однако условия для жизни и строительства здесь были крайне ограничены: плоская заболоченная равнина, неустойчивый водный режим и скудные ресурсы.
Культурный слой на территории города составляет более 20 метров. На такой глубине археологи обнаружили остатки жилых и общественных зданий, посуду и монеты, орудия труда и ювелирные изделия, которые датируются V веком до н. э. В отличие от Самарканда, близкие к поверхности грунтовые воды не позволили археологам дойти до самого нижнего слоя. Наиболее древние артефакты, свидетельствующие о времени основания Бухары, скрыты мощными грунтовыми водами, поэтому истинный возраст города требует дальнейшего изучения.
Уже в IV веке до н. э. территория будущего Арка Бухары обводится достаточно могучей крепостной стеной с широким рвом, а у его подножия располагается также укреплённое поселение рассредоточенной планировки. По одной гипотезе, на месте Бухары располагалась крепость Бага — неприступное место на границе между согдийской землёй и скифами — массагетами, — упомянутая Аррианом в связи с походом Александра Македонского.
В древности Бухара была одним из главных городов Согда. В VI веке до н. э. только что отстроенный город был захвачен персидской династией Ахеменидов, а в 329 году до н. э. — Александром Македонским, во время которого была развита градостроительная структура. Население этих земель не смирились с завоевателями и оказали им упорное сопротивление. Господство греков в Согдиане продолжалось до II века до н. э.
В последующую эпоху происходит неуклонный рост этого поселения, превратившегося в достаточно большой город и ставшего торгово-ремесленным и административным центром всего Бухарского оазиса.
С конца I века до н. э. и до половины IV века Бухара входила в состав Кушанского государства.
Самый интересный город мира писатели и поэты всегда называли и называют сейчас Святой Бухарой, Краем Ислама, Оплотом Религии. Все эти названия связаны, прежде всего, с религиозной ценностью Бухары для всего мусульманского мира.
Бухара – одна из жемчужин Великого шелкового пути. Здесь было более 60 караван-сараев, где останавливались купцы из Индии, Китая, Ирана и других стран. Бухара оставалась благодатным оазисом, крупным научным и культурным центром на Великом шелковом пути. О том, что город находился на перекрестке караванных дорог, свидетельствуют торговые купола XV-XVI вв. Токи Саррафон (купол менял), Токи Тельпак Фурушон (купол продавцов головных уборов), Токи Заргарон (купол ювелиров), сохранившиеся и поныне. По мнению В.М.Массона, уже в бронзовом веке на территории Бухарского оазиса начали налаживаться отдаленные торговые связи как предистория Великого Шелкового пути
