M.Ö. 1200'lü yıllarda bütün Hitit toprakları gibi Bolu ilide Friglerin elindeydi. Ancak, M.Ö. 6. asırda Persler bölgeyi ele geçirdi. Büyük İskender, M.Ö. 336'da burada Perslere karşı zafer elde ederek Anadolu'nun birçok bölgesi gibi Bolu'yu da hakimiyeti altına aldı. Büyük İskender'in ardından Makedonya'nın düşüşü ile Bolu bölgesi, Bitinya Krallığı'nın merkezi oldu.
Arkeolojik eserler, yazılı belgeler ve tarih kaynaklarına göre, Trak göçleri sonunda Sakarya ve Filyos Nehirlerinin yayı içine yerleşen halk "Bithyn" adıyla biliniyordu. Bu nedenle, Bolu'nun da bulunduğu Kuzeybatı Anadolu'ya "Bithynia" denildiği belirlenmiştir. Bithynler tarafından Salonia Campus olarak adlandırılan Bolu Ovası ve çevresine, Romalılar "Claudio Polis" ismini verdiler. Şehrin Bolu adını da 'Polis' kelimesinden aldığına inanılıyor. Bolu, üç tepe üzerine kurulu, iç ve dış surlara sahip bir şehirdi. Surların kalıntıları kentin kuzeyinde yer alan Halı Hisarı bölgesinde hala görülebilir.
Bolu bölgesi, Osmanlı'nın genişleme sürecinde stratejik bir konuma sahipti. İlk Osmanlı akını, Osman Gazi tarafından başlatıldı ve Bolu'nun tamamen fethi Orhan Gazi döneminin (1324 - 1326) başlarına denk düşüyor. Bolu'nun adı, bazı rivayetlere göre bol miktarda Uluğ-Alim bulunması nedeniyle önceleri "Bol Uluğ" olarak adlandırıldı ve zamanla olarak "Bolu" şekline dönüştü.
