Çemişgezek ilçesinin güneyinde, bugün Keban Baraj Gölü’nün altında kalan bir höyük olan Pulur ya da Sakyol’da 1968 ile 1970 arasında yürütülen arkeolojik çalışmalar, yöredeki iskânın MÖ 5500 ile 3500 arasındaki Kalkolitik dönemde olduğunu gösterdi. Oradaki kazıda küçük kaleler gibi inşa edilmiş evler, ocaklar, havanlar, çeşitli türde öğütme gereçleri, hayvan figürleri ve bronz iğneler ile kazmalar dahil metal nesneler ortaya çıktı.
Bölgenin Hurri-Mitanni döneminde Išuwa olarak bilinen yazılı tarihi, yaklaşık MÖ 2200’de Subarlarla başlar.
İl, Tunceli adını 1935’te çıkarılan bir kanunla aldı; ondan önce Dersim olarak biliniyordu. Sözcük, Zaza lehçesinde kapı anlamına gelen der ile gümüş anlamına gelen sim’den oluşan bir birleşiktir — Türkçede gümüş kapı — ve bununla ilgili MÖ 4. yüzyıla uzanan malzeme vardır. Yunanlı gezginlerin burayı Daranis diye adlandırdığı anlaşılıyor ve Darius MÖ 519’da Perslerin kralı olunca coğrafyacı Ptolemaios bugünkü Tunceli’yi yüzyıllarca kullanımda kalan Daranalis adıyla kaydetti.
