Descoperirile arheologice, cum ar fi picturile rupestre, dovedesc că oamenii au fost prezenți în preistorie. Picturile rupestre de la Gouy și Orival atestă, de asemenea, prezența oamenilor în Seine-Maritime. Mai mulți megaliți pot fi găsiți în toată Normandia, majoritatea construiți într-un stil uniform.
Grupuri de belgi și celți, cunoscuți sub numele de gali, au invadat Normandia între secolele IV și III î.Hr. O mare parte din cunoștințele noastre despre acest grup provin din lucrarea lui Iulius Caesar, de Bello Gallico. Cezar a identificat mai multe grupuri diferite în rândul belgilor care ocupau regiuni separate și trăiau în orașe agrare închise. În anul 57 î.Hr. galii s-au unit sub conducerea lui Vercingetorix și au încercat să se opună armatei lui Caesar. După înfrângerea de la Alesia, populația din Normandia a continuat să lupte până în 51 î.Hr. în anul 51 î.Hr. anul în care Cezar și-a încheiat cucerirea Galiei. Sub stăpânirea romană, a făcut parte din Armorica.
Istoria ducatului Normandiei a început în jurul anului 911. Acesta este momentul în care a fost încheiat un tratat, denumit popular St. Clair-sur-Epte. Carol cel Simplu al Franței a cedat teritoriul din jurul Rouenului și al Senei inferioare lui Rollo, liderul unei bande de vikingi. Au urmat alte concesii în 924 și 933. În 1066, ducele de Normandia, William Cuceritorul, a invadat Anglia după moartea regelui Eduard Mărturisitorul, crezând că are cel mai mare drept de a fi rege al Angliei. Dar regele Harold al II-lea s-a încoronat rege în locul său. Armata saxonă a regelui Harold și armata normandă a lui William au luptat în Bătălia de la Hastings, la 14 octombrie 1066. Regele Harold a fost ucis în bătălie. La 25 decembrie 1066, William a fost încoronat rege al Angliei sub numele de "William I".
Ducatul istoric include două regiuni ale Franței: Normandia Superioară și Normandia Inferioară, precum și Insulele Anglo-Normande, care nu fac parte din Franța. Ducatul Normandiei nu a fost restituit Franței decât după 1204, când Filip al II-lea al Franței a luat toate posesiunile franceze de la vasalul său, regele Ioan al Angliei. Din acel moment, Normandia a fost o regiune a Franței.