В результате археологических раскопок на восточной окраине Могилёва обнаружена стоянка позднего мезолита (VI-V-го тысячелетий до н. э.). Расположена на восточной окраине города, в 1 км к востоку от железнодорожного моста через Днепр, возле карьера. Обнаружил в 1897 Е.Р. Романов, обследовал в 1927 К.М. Поликарпович. В 1985-1986 экспедиция Могилевского педагогического института имени А.А. Кулешова под руководством В.Ф. Копытина провела спасательные раскопки в связи с опасностью уничтожения памятника действующим карьером. Вскрыто 180 квадратных метров культурного слоя, залегающего на глубине 0,3–0,6 м, в верхней части разрушенного вспашкой. На стоянке найдены в большом количестве расщепленный камень, отщепы, пластины, нуклеусы и кремневые орудия труда: скребки, резцы, проколки, орудия с выемкой, топоры, наконечники стрел, острия и ножи. Материалы хранятся в музее истории Могилева. В урочище Змеевка, на правом берегу р. Дубровенка у моста по проспекту Мира в 200 м южнее кинотеатра «Октябрь», раскопано Пелагеевское городище (VI в. до н. э. - XIII в. н. э.). Известно с 1873. Небольшие раскопки в 1905 проведены Е.Р. Романовым. Площадка была овальной формы, 25х17 м, имела крутые склоны с востока, юга и запада, с напольной, северной части, защищена двумя валами и рвами, к моменту раскопок внешний вал и ров были раскопаны.
Сохранивший вал имел высоту до 4 м, ширину до 10 м. в 1928 и 1930 городище обследовали А.Н. Лявданский и В.Р. Тарасенко, в 1973 исследовал Я.Г. Риер. Вскрыто 22 квадратных метра. Культурный слой можно разделить на три горизонта: нижний, с фрагментами штрихованной керамики VI в. до н.э. – IV в. н.э.; средний, где обнаружены остатки жилища столбовой конструкции, два бронзовых браслета с утолщенными концами и геометрическим орнаментом, фрагменты груболепной керамики VI-VIII вв. н.э., верхний, содержащий керамику XII-XIII вв. Материалы раскопок хранятся в Могилевском областном краеведческом музее.
Письменные источники и археологические материалы свидетельствуют о существовании городища «Могила» («горы Могилы») в районе Парка культуры и отдыха им. М. Горького при впадении р. Дубровенка в р. Днепр, где в 1526 был построен замок. Около городища находилось селище V-VII вв., курганные и грунтовые могильники XI-XII вв. (уничтожены в 1880-ых годах во время работ по нивелировке валов). В районе Советской площади на месте исторического центра древнего Могилева обнаружен культурный слой города XV-VII вв. мощностью 1-1,5 м, в верхней части которого сохранились деревянные мостовые шириной до 5 м.
В X в. территория современного Могилёва вошла в состав Киевской Руси.
