Das Gebiet um die Stadt war schon seit prähistorischer Zeit besiedelt und gehörte später zum Byzantinischen Reich. Die nahe gelegene antike Stadt Laodikeia am Lykos wurde etwa 6 km nördlich von Denizli zwischen 261 und 245 v. Chr. von Antiochos II. anstelle einer älteren Siedlung namens Diospolis errichtet. Sie wurde nach seiner Frau Laodike benannt. In römischer Zeit war die Stadt Zentrum eines Gerichtsbezirks (conventus) der Provinz Asia, galt als wirtschaftliches Zentrum und war ein wichtiges Baumwollanbaugebiet. Anfang des 4. Jahrhunderts war Laodikeia Metropolis der Provinz Phrygia Pakatiane. Zwischen 363 und 364 fand dort das Konzil von Laodicea statt. In mittelbyzantinischer Zeit gehörte Laodikeia zum Thema von Thrakesion, hatte nach einem Erdbeben im Jahr 494 aber jede Bedeutung verloren.