Archeologické nálezy, ako napríklad jaskynné maľby, dokazujú, že ľudia boli prítomní už v praveku. Jaskynné maľby v Gouy a Orival tiež svedčia o existencii ľudí v departemente Seine-Maritime. V celej Normandii sa nachádza niekoľko megalitov, ktoré sú väčšinou postavené v jednotnom štýle.
Skupiny Belgov a Keltov, známe ako Galovia, vpadli do Normandie v 4. až 3. storočí pred Kr. Väčšina našich poznatkov o tejto skupine pochádza z diela Júlia Cézara de Bello Gallico. Caesar medzi Belgae identifikoval niekoľko rôznych skupín, ktoré obývali samostatné regióny a žili v uzavretých agrárnych mestách. V roku 57 pred n. l. sa Galovia zjednotili pod vedením Vercingetorixa a pokúsili sa vzdorovať Caesarovej armáde. Po porážke pri Alesii pokračovali Normani v boji až do roku 51 pred n. l., keď Caesar dokončil dobytie Galie. Pod rímskou vládou bola súčasťou Armoriky.
História Normandského vojvodstva sa začala písať okolo roku 911. Vtedy bola uzavretá zmluva, ľudovo nazývaná St. Clair-sur-Epte. Karol Jednoduchý z Francúzska daroval územie okolo Rouenu a dolného toku Seiny Rollovi, vodcovi skupiny Vikingov. Ďalšie granty nasledovali v rokoch 924 a 933. V roku 1066 normandský vojvoda Viliam Dobyvateľ po smrti kráľa Eduarda Vyznávača vtrhol do Anglicka v presvedčení, že má najväčšie právo byť anglickým kráľom. Namiesto neho sa však kráľ Harold II. nechal korunovať za kráľa. Saské vojsko kráľa Harolda a Viliamovo normanské vojsko bojovali 14. októbra 1066 v bitke pri Hastingse. Kráľ Harold bol v bitke zabitý. Dňa 25. decembra 1066 bol Viliam korunovaný za anglického kráľa ako "Viliam I.".
Historické vojvodstvo zahŕňa dva francúzske regióny: a Dolnú Normandiu, ako aj Normanské ostrovy, ktoré nie sú súčasťou Francúzska. Normandské vojvodstvo bolo Francúzsku vrátené až po roku 1204, keď francúzsky kráľ Filip II. odobral všetky francúzske majetky svojmu vazalovi, anglickému kráľovi Jánovi. Odvtedy bola Normandia regiónom Francúzska.