Культура следующего периода называется бронзовым веком (примерно 2-е тысячелетие до н. э.). Тогда в быту начали появляться изделия из бронзы, сначала в виде украшений, а потом и орудий труда, а также оружия, находимого в погребениях, первое из которых обнаружено у села Фатьянова в Ярославской области. Фатьяновцы в основном занимались скотоводством, но также охотой и ловлей рыбы; они хоронили умерших на боку, причем женщин на левом, головой на восток, а мужчин – на правом и головой на запад. Они были предками не только современных славян, но также балтов и германцев. На территории современного города были обнаружены два памятника этой культуры – Спас-Тушинский на берегу Москвы-реки и Давыдковский на берегу реки Сетуни.
Бронзовый век сменился железным. Железо обладало большей прочностью, железные руды были более распространены, получать железо из них сравнительно просто. Люди железного века выбирали места для поселений высоко над рекой, хорошо защищенные водой и оврагами. Они дополняли естественную защиту искусственными сооружениями – рвами и валами с деревянным тыном, защищавшими главное их сокровище – домашний скот. Такие укрепленные поселения археологи называют городищами, а неукрепленные – селищами. Много городищ находилось по течению Москвыреки, заселение поймы которой происходило снизу вверх по течению. Одно из городищ дало название всей культуре – Дьяковское, по месту нахождения его еще в XIX в. у села Дьякова, близ Коломенского. Дьяковская культура просуществовала более тысячи лет – с VII в. до н. э. до VI–VII вв. н. э. Самые известные памятники этой культуры – Кунцевское, Сетуньское, Мамоново (у Воробьевых гор) и, наконец, Боровицкое (на территории Кремля) городища. Дьяковцы занимались скотоводством – разводили крупный рогатый скот, свиней, лошадей; земледелием – возделывали просо, пшеницу, ячмень; охотились на бобров, куниц, медведей, лосей; изготовляли железные топоры, серпы, стрелы. Характерной особенностью дьяковской культуры были так называемые грузики – небольшие глиняные цилиндрические предметы с отверстием, назначение которых так и не разгадано. С дьяковцами связана еще одна тайна: они исчезли примерно в VIII в. н. э., и до прихода сюда славянских племен нет никаких материальных свидетельств жизни здесь в то время: археологи называют этот период «темными веками».