Πρώτοι κάτοικοι της πόλης ήταν οι Φρύγες που εκδιώχθηκαν αργότερα από τους Μακεδόνες. Στα χρόνια του Φιλίππου Β’ (356 – 336 π.Χ.) οχυρώθηκε και αναπτύχθηκε σε σημαντικό αστικό κέντρο της αρχαίας Βοττιαίας. Στα ρωμαϊκά χρόνια ήταν σταθμός πάνω στην Εγνατία Οδό.
Η «άνω πόλη» (ακρόπολη) βρισκόταν στην άκρη του βράχου της σημερινής Έδεσσας και περικλειόταν ανάμεσα στα ορμητικά νερά των καταρρακτών με τριγωνικό περίβολο. Η «κάτω πόλη» απλώνεται στους πρόποδες του βράχου, στην εύφορη περιοχή του Λόγγου, και περιβάλλεται από ισχυρό τείχος (από τα τέλη του 4 ου αι. π.Χ. και εξής). Μέσα στην πόλη έχουν αποκαλυφθεί οι βασικές οδικές αρτηρίες που καταλήγουν στις πύλες του τείχους και διάφορα κτίσματα, κυρίως υστερορωμαϊκών και πρώιμων βυζαντινών χρόνων (σπίτια, εργαστήρια, αποθήκες). Οι κίονες με τις απελευθερωτικές επιγραφές δούλων χαραγμένες πάνω τους, που υψώνονται κατά μήκος της κεντρικής οδού (via colonnata, μήκος περίπου 100 μ.), και άλλα διάσπαρτα αρχιτεκτονικά μέλη προέρχονται από τον ρωμαϊκό ναό της θεάς Μα, δηλαδή της Μεγάλης Μητέρας. Στον Λόγγο, κοντά στους καταρράκτες, έχει ανασκαφεί τρίκλιτη παλαιοχριστιανική βασιλική (6 ος αι.). Σώζεται σημαντικό μέρος του γλυπτού της διακόσμου και δάπεδα με μαρμαροθετήματα (στην αρχική φάση καλύπτονταν από ψηφιδωτά). Στο γειτονικό μοναστήρι της Αγίας Τριάδας βρίσκονται παλαιοχριστιανικά γλυπτά και επιγραφές.
