Varios estudios demuestran que Arkaia se erige sobre un yacimiento arqueológico más extenso que el pueblo actual. Tras varias intervenciones arqueológicas se documenta la existencia de un poblado indígena que se remonta a los siglos IV-III a.C.
Más adelante, con la romanización, el asentamiento se introduce en las redes comerciales del Imperio y en el s. I d.C. en el poblado se construyen unas termas romanas monumentales (actualmente se pueden visitar), que demuestran la importancia que alcanzó en aquella época (se calcula que ocupaba 18 Ha.)
La entidad del yacimiento y la suntuosidad de los materiales hallados (mármoles, fustes de columnas, mosaicos, etc.) relacionan Arkaia con un núcleo urbano de la época romana conocido con el nombre Suessatio-Suestatio que aparece en las fuentes clásicas (Itinerario de Antonino, Anónimo de Rávena y Ptolomeo).
También se ha constatado que por Arkaia pasaba la calzada romana Astorga-Burdeos (Iter XXXIV), camino que desde la Alta Edad Media era utilizado por los peregrinos rumbo a Santiago de Compostela.
