アムダリアの南北で人間が活動を始めたのは紀元前2千年の初頭頃と言われており、その人々はトルクメニスタン南部地域やムルガプ盆地から移住してきた定住農耕部族（ダシルイ・サパリンスキー遺跡）だった。川沿いの各盆地には小さなオアシスが形成され、移住者たちは数十人規模で各オアシスに住んでいた。灌漑をし、組織的な手工業（製陶、金属加工）を行った高レベルな農耕文化が特徴だった。建築術が発展し、商業が大きく栄えた。モニュメント、宮殿、神殿などが現れ、紀元前６世紀以前に初期オアシス都市が出現した。その後、それらをまとめた初期国家である古代バクトリア王国が誕生する。バクトリアは、アフガニスタンのヒンドゥークシュ山脈からアムダリア両岸を含み、ウズベク、タジクに横たわるギッサル山脈までを領土とし、イラン系民族によって建設された最古のオアシス都市のひとつだった。 当初はバルハプ川沿いの盆地のみの小さな領土だった。首都はバクトラ（現在のアフガニスタン北部）で、後のバルフであった。

ソグドは、東西をつなぐ要路であるザラフシャン河流域とカシカダリア河流域、およびギッサル山脈以北に位置していた。タジキスタンの国史は、中央アジアの奴隷制国家であったバクトリアとソグドが形成され始めた頃から始まっている。紀元前6世紀、バクトリアとソグドはペルシャのキュロス大王（アケメネス朝）によって征服され、紀元前330年まで、バクトリアは太守領として強大なアケメネス朝の支配下に入っていた。

紀元前330～327年の間はアレクサンダー大王に占領され、紀元前306年から紀元前3世紀中頃までは セレウコス朝に従属していた。紀元前3世紀中頃、バクトリアの領地内に多数のオアシス都市が出現し、各都市はヘレニズム文明の影響を受け、物質的、精神的文化が高揚した。アイ・ハヌム（北アフガニスタン）と、タフチ・サンギン（タジキスタン南部）の遺跡は、この時代の優れた記念碑である。紀元前250年頃にセレウコス朝からギリシャ・バクトリア王国が分離したが、現在のタジキスタンはその領土内に含まれていた。紀元前2世紀の中頃、北方遊牧民族トハラの圧力が強まり、この地方に長らく続いたギリシャの軛（くびき）が終焉をむかえた。トハラ人はこの地方を支配し、のちにその支配圏はトハリスタンと呼ばれた。タジキスタンの学者の説によれば、タジク人という民族性が形成されたのはこの時代からである。漢書西域伝に よれば、このトハラが大月氏で、大月氏は休密翕侯・貴霜翕侯・雙靡翕侯・肸頓翕侯・高附翕侯の 「五翕侯」と 呼ばれる部族が分かれて統治していた。このうち最も強大だったのは貴霜翕侯（クシャーナ）だった。クシャーナは1 世紀初頭から半ばにかけて、族長クジュラ・カドフィセス（丘就卻）の下で他の四翕侯を全て征服して王を号したと後漢書西域伝には記されており、一般にこれをもってクシャーナ朝の成立と見なされる。トハリスタンは、中央アジアの広い地域、アフガニスタン、インド北部とともに クシャーナ（貴霜翕侯）朝の支配下に入った。この時代の中央アジア諸民族の経済、文化は、かつて無いほど発展し、東ヨーロッパ、ローマ、中国と貿易が行われた。

6世紀に中央アジアの広い地域にテュルク系民族国家（突厥）が樹立された。この時代の社会は封建制になっていき、特権階級と貧困層に分かれていった。