Nel territorio erano stabiliti precedenti insediamenti Piceni, Greci e Senoni. Il nome della città deriva dal toponimo romano che significa "tempio della fortuna", un culto precedente la romanizzazione. E' probabile appartenga al tempio l'area archeologica sottostante la ex chiesa di Sant'Agostino. Il nucleo originario della città acquisì importanza con la sistemazione della via Flaminia. Augusto vi fondò la colonia Julia Fanestris, ne rinnovò l'impianto urbano e la via consolare ne costituì il decumanus maximus. E' ancora visibile gran parte della cinta muraria in opus vittatum che circondava la città. Simbolo di Fano è la Porta di Augusto, con un ampio fornice centrale e due minori laterali. Dei due corpi sovrapposti originari si è perduto il superiore, danneggiato dagli attacchi di artiglieria di Federico da Montefeltro. Le iscrizioni permettono di datare al 9-10 a.C. la costruzione della porta e delle mura. La città ha restituito importanti e numerose altre testimonianze, inclusi pavimenti musivi. Sono anche state individuate strutture relative alla Basilica che sorgeva presso il foro e che fu progettata dall'architetto Vitruvio, il quale ne ha fornito una dettagliata descrizione del De Architectura.