История Вены как населенного пункта начинается в середине I века нашей эры с началом строительства на территории сегодняшнего старого города форпоста 15-го римского легиона. Этот форпост получил название кельтского происхождения «Виндобона», что значит «угодье Виндоса», где «Виндос» – кельтское имя. Параллельно с военным лагерем начал развиваться и гражданский город. Археологические раскопки не подтверждают версию наличия на территории сегодняшнего старого города какого бы то ни было доримского поселения. В начале V века Виндобона пережила сильный пожар, а к концу V века римляне покинули эти места.
Тот факт, что до сих пор топография центра Вены включает в себя практически всю топографию лагеря Виндобона, говорит о том, что непосредственно после ухода римлян там жили люди, нашедшие прибежище возле тогда еще стоявших стен и использовавшие оставшиеся после римлян материалы для постройки жилищ. Раскопки показывают, что в VI веке жизнь внутри стен бывшего римского лагеря концентрировалась в его северо-восточной части. Мы не знаем, как это поселение называлось, но вероятней всего это было что-то между кельтороманским «Ведуниа» – «лесной ручей», как тогда называлась сегодняшнаяя река Вена, и старогерманским «Вениа». Кроме этого поселения на территории сегодняшней Вены в те времена было несколько аварских и славянских поселений. Имена некоторых славянских поселений до сих пор живут в именах сегодняшних районов Вены: Веринг, Деблинг и др.
В IX веке пришедшие с запада Каролинги строят в северо-восточной части бывшего римского лагеря небольшой замок и сохранившуюся по сей день церковь святого Рупрехта. Количество домов во все еще маленьком и очень малозначимом поселении несколько возрастает. Из IX века происходит первое письменное упоминание Вены: в старых Зальцбургских анналах сохранилась датированная 881 годом запись о том, что возле «Вении» произошло сражение с венграми, однако нет ясности, имеется ли здесь в виду река или город «Вениа». Как нет ясности и насчет того, чем это сражение закончилось.
К середине XII века Вена становится резиденцией австрийских герцогов Бабенбергов. В 1155 году герцог Генрих II из рода Бабенбергов построил дом на площади Ам-Хоф. В 1137 – 1147 годах была выстроена первая церковь на месте Собора святого Стефана. Современный собор строился в XIII – XV веках. С 1278 года Вена является оплотом династии Габсбургов. В 1469 году император Фридрих III добился от папы Павла II учреждения в Вене епископства (до 1469 Австрия духовно подчинялась епископу Пассау).