L'aspetto morfologico del colle, con i ripidi pendii tufacei che si ergevano sulla pianura acquitrinosa del Velabro, e la sua posizione dominante sul Tevere nel punto in cui il fiume presentava facili approdi, dovettero essere gli aspetti che giocarono un ruolo fondamentale nelle vicende storiche del Campidoglio.

Le vicende più remote del colle si confondono con il mito. La tradizione letteraria collocava qui la città di Saturnia, fondata dal dio Saturno, o, secondo un'altra versione, un villaggio fondato da Ercole che, come narra Virgilio nell'Eneide, era sbarcato nel Foro Boario per far visita a Evandro, re di Pallanteo, la colonia greca eretta sul Palatino prima che Romolo fondasse Roma. La ricostruzione erudita degli storici riguardo all'insediamento di Saturno trova in parte riscontro nell'antichissimo culto del dio, localizzato alle pendici meridionali del colle, verso il Foro Romano, nella parte terminale del Clivo Capitolino, dove, in età regia, venne eretta l'ara Saturni, successivamente sostituita da un edificio templare, le cui vestigia sono ancora visibili nel punto in cui il Clivo Capitolino si immette nella piazza del Foro presso la Basilica Giulia.

Nel VI sec. a.C., quando secondo la tradizione Servio Tullio divise la città in quattro regioni (Suburana, Esquilina, Collina e Palatina), il Campidoglio venne escluso, quasi fosse considerato al di fuori della città e rivestisse l'aspetto di «acropoli». Successivamente, in età augustea, a seguito della riforma urbanistica e amministrativa della città compiuta nel 7 a.C., il colle venne compreso, insieme con il Foro Romano e i Fori Imperiali, nell'ottava regione, denominata Forum Romanum.

In origine il Campidoglio, unito al Quirinale da una striscia di terreno che venne tagliata dall'imperatore Traiano (107-113 d.C.) per la costruzione del suo Foro, si presentava come una collina di banchi di tufo rosso coperti da depositi argillosi, distinta in due sommità, l'Arx e il Capitolium. La prima, a settentrione, dove oggi sorge la chiesa di S. Maria in Aracoeli, veniva denominata Arx per la funzione di «acropoli» cui venne destinata per la sua inaccessibilità. La sommità sud-occidentale, quella dove sorge il Museo dei Conservatori, era denominata Capitolium, perché, secondo la tradizione letteraria, durante lo scavo del tempio di Giove Ottimo Massimo vi fu rinvenuto un teschio umano (caput) di un certo Olus (caput Oli), fatto che venne interpretato dagli indovini etruschi e romani come un presagio della futura grandezza di Roma. Il nome Capitolium venne usato, per estensione, a individuare il colle Capitolino nella sua interezza oppure per indicare il solo tempio dedicato a Giove, Giunone e Minerva.

Secondo un'altra tradizione il nome più antico dell'altura meridionale era quello di Mons Tarpeius. La denominazione trae origine dall'episodio (narrato da Livio) del tradimento della romana Tarpeia e del padre Spurio Tarpeio che avrebbe aperto le porte della rocca agli invasori Sabini durante la guerra romano-sabina. Dopo la tragica fine di Spurio e della figlia (l'uno gettato dalla rocca, l'altra sepolta sotto gli scudi dei vincitori), il nome rimase a indicare l'estremità più meridionale del colle (rupes Tarpeia): la rupe dalla quale venivano gettati traditori e condannati a morte. Una delle questioni irrisolte della topografia del Campidoglio è proprio l'esatta individuazione di questo luogo, che, secondo alcuni studiosi, va ipotizzata in base alle notizie storiche che la indicavano presso i templi di Giove Capitolino e quello di Fides, in quella parte a sud del Capitolium che è crollata durante i secoli. Le esplorazioni archeologiche nella sottostante area sacra dedicata alla Mater Matuta e alla Fortuna (nota come area sacra di S. Omobono) hanno riportato alla luce una gran quantità di materiale crollato dal colle appartenente a vari edifici. Tra questi una testa femminile relativa forse al tempio di Ops, che le fonti storiche collocavano sul Campidoglio, una statua di Aristogitone, copia del celebre gruppo dei Tirannicidi esposto in Atene, un blocco di muratura in opera cementizia del podio del tempio di Fides (divinità garante dei trattati) e numerosi blocchi di travertino con dediche in greco e in latino a Giove Ottimo Massimo, relativi a doni offerti dagli ambasciatori di vari popoli d'Oriente dal II sec. a.C. in poi. Secondo altri studiosi, la rupe Tarpea sarebbe da individuare nella parte nord-orientale al di sopra del Carcere Tullianum.