Här är ett försök till en kronologi, främst baserad på arkeologiskt material:
1000 f kr – 0. Gamla Uppsala-området stiger ur havet och bildar en ö som långsamt växer ihop med fastlandet.
Spår av mänsklig aktivitet i området i form av kolpartiklar efter eldstäder vid pollenanalys. Bebyggelselämningar från perioden har hittats vid storgården.
0-200 e kr. Kraftig uppodling i området och bebyggelseexpansion. Pollenananlyser visar att den sista skogen i området försvinner och istället präglas trakten av hagar och odlad mark. Från de första århundradena e kr och framåt präglas Gamla Uppsala av ovanligt stor bebyggelse med flera gårdar, främst kring nuvarande kyrkan och gärdena norr om kyrkan. Från 200-talet och under hela resten av forntiden har man identifiera fem till sju parallellt existerande boplatsområden varav vissa i sig verkar ha omfattat flera gårdar.
200-300 e kr. Bebyggelsens koncentreras under 200-300-talet vilket har tolkats hänga samman med att Gamla Uppsala får en tydligare roll som centralort. Hantverksproduktion bedrivs på orten, järnsmide och keramik. Boplatsen vid Matsgården, med hantverksproduktion, uppstår och behåller sin karaktär åtminstone till 900-talets slut.
400-500-talet. Kungsgårdsplatåerna byggs (möjligen redan i slutet av 300-talet). Och blir platsen för huvudgården under de kommande fyrahundra åren. En stor hallbyggnad uppförs på den södra platån. Byns uppdelning i en västlig del präglad av en maktelit och en östlig del med mer ordinär karaktär börjar synas i fyndmaterialet. Uppdelningen består ända in i medeltiden. De tre s k kungshögarna anläggs enligt den äldre datering under främst 500-talet. De två som är utgrävda innehöll mycket exklusiva guldföremål (om än hårt brända).
600-talet. Enligt nyare datering anläggs kungshögarna på 600-talet. På 600-talet ersätts också hallen på södra kungsgårdsplatån med en ny ännu större hall. På norra kungsgårdsplatån bedrivs produktion av praktföremål och på gärdet norr om kungsgårdsplatåerna anläggs något som tolkats som en vallanläggning. Den så kallade tingsslätten öster om högåsengravfältet får vid samma tid en monumental inhägnad av kraftiga trästolpar eller stenar.
Pollenanalyser visar en nedgång i odlingen vilket tolkats som att tidigare odlad mark tagits i anspråk för bebyggelse. Under den här perioden så grundas sjön Myran väster om högåsengravfältet upp. Ett nästan metertjockt lager av lera lägger sig på sjöbotten vilket tolkats som resultat av markerosion i samband med förändrad markanvändning.
700-talet. I England skapas på 700-talet Beowulfeposet som nämner Sverige och de svenska kungarna Ongonthew, Othere, Onela och Eadgils. Berättelsen verkar utspela sig under första halvan av 500-talet. Dessa kungar förefaller vara identiska med Egil, Ottar, Åle och Adils som enligt dikten Ynglingatal tillhörde ynglingaätten som hade sitt säte i Gamla Uppsala.
