İl yüzyıllar boyunca pek çok adla anılmıştır — aralarında Romanapolis, Arsamosata, Asthianene, Artales, Khorzaen ve Sermantou var.
Bölgede belirlenen ilk yerleşim, Karlıova ilçesi içindeki bir Neolitik mağaradır. Başkaları da var: Karlıova’daki, cilalı taş ve Tunç Çağı dönemlerine ait Kübik Mağarası, Kiğı’daki Çiçektepe Mağarası, Murat kıyısındaki Zağ yerleşimi ve Yayladere ilçesindeki Kalkanlı ile Pargasor mağaraları. Neolitik Çağ’da Bingöl dağlarından Göbekli Tepe’ye kadar obsidyen taşındı.
MÖ 13. yüzyıldan itibaren Doğu Anadolu’nun doğu kesiminde Hurri kökenli göçebe ve yarı göçebe gruplar ortaya çıkmaya başladı ve Bingöl’ü yerleşik toprak olarak kullandılar. Hitit döneminde Kiğı ilçesi bir ölçüde önemli bir yerdi.
Urartu burada herkesten çok iz bıraktı. Urartular’ın yolları ve savunma kaleleri egemenliklerinin kanıtıdır: II. Sarduri’nin yaptırdığı ünlü Urartu yolu Solhan ilçesinden geçerek devam eder ve orada ikiye ayrılır, bir kol kuzeye, bir kol güneye gider. Zulümtepe, Çavuştepe, Simani, Servi, Genç, Kiğı ve Yayladere kaleleri Urartu’dur ve Karlıova’daki Suçatı köyünde bir Urartu kaya mezarı belirlenmiştir. Pers egemenliği izledi. Arek Manastırı, Buban peribacaları, Hesarek kayak merkezi ve Kös’teki kaplıcaların her birinin aşağıda kendi sayfası vardır.
