A Római Birodalom fokozatos terjeszkedése során előbb a kereskedelmi kapcsolatokat építette ki a Kelet-Dunántúlon élő kelta eraviscus lakossággal, majd megyénk területén a Kr.u. I. század közepén a stratégiailag fontos helyeken létrejöttek a katonai táborok. A század végétől a Duna vonala mentén fokozatosan épült ki a határvédelmi rendszer, a limes, mely katonai táborok és őrtornyok láncolatából állt. Fejér vármegye területén a limes három tábort érintett (Annamatia – Baracs, Intercisa – Dunaújváros, Vetus Salina – Adony). Kiépültek a kereskedelmi és hadi utak. Egy késő római kori útikönyv, az Itinerarium Antonini vármegyénk területén a limes úton kívül más utak melletti nagyobb települések nevét is megemlíti, melyek a mérföldadatok alapján kerültek a mai településekkel azonosításra: Gorsium – Herculia, azaz Tác, Floriana – Csákvár, Osones – Fehérvárcsurgó, Iasulonibus – Baracska.
A korai ábrázolások tanúsága szerint a kelta őslakosság anyagi és szellemi kultúrája egy ideig még tovább élt, majd a római életmód és kultúra átvételével romanizálódott. Kr.u. II-III. században Gorsium volt Kelet-Pannónia császárkultuszának színhelye. A rómaiaknál az istenek kultusza fontos helyet foglalt el az állami életben, de a magánéletben is. A szertartások kellékei, az istenek szobrai, oltárok, építési feliratok számos templom és szentély meglétére utalnak. Vármegyénkben a III-IV. század fordulójától mutathatók ki a terjedő keresztény vallás emlékei. Közülük legjelentősebb Herculiában (Tác) feltárt két ókeresztény bazilika és a keresztény szimbólumokkal díszített, Székesfehérváron, másodlagos lelőhelyen előkerült oltárkorlát.