L'occupation humaine du site s'étend sur une très longue période, allant du début de l'âge du bronze au Moyen Âge.

Âge du bronze

Les niveaux les plus anciens du site datent de l'âge du bronze moyen (environ 1500 av. J.-C.). Au cours de cette période, Gordion subit l'influence des Hittites, attestée par des sceaux administratifs visibles sur le site. Par ailleurs, il existait des points communs entre l'artisanat s'y étant développé et celui de communautés lointaines, à l'ouest comme à l'est.

L'existence d'une nécropole étendue sur la crête nord-est, avec des sépultures édifiées durant l'âge du bronze tardif, indiquent que Gordion faisait partie de l'Empire hittite et était situé à son extrémité ouest[1].

Âge du fer

Un changement culturel a lieu à Gordion au début de l'âge du fer, avec des différences notables par rapport à l'âge du bronze tardif en ce qui concerne l'architecture et l'artisanat. Les liens céramiques et linguistiques avec le sud-est de l'Europe indiquent un afflux de migrants venus des Balkans à cette époque, qui pourrait marquer le début de la colonisation phrygienne sur le tertre de la citadelle à Gordion (vers 1200–950 avant notre ère).

Période phrygienne

La ville fut, semble-t-il, construite par un peuple de langue indo-européenne, les Phrygiens, probablement venus de Thrace pour s'installer en Anatolie vers 1180-1170 av. J.-C., période de l'effondrement du Royaume hittite. C'est à cette époque que la Phrygie émergea en tant qu'État, sur les ruines encore fumantes de l'ancien Royaume hittite. Gordion en devint la capitale. Très vite, elle devint l'un des royaumes les plus puissants et les plus prospères de l'Anatolie post-hittite. Les Phrygiens pratiquent le commerce avec les autres royaumes de la région, mais aussi avec les Grecs et les Phéniciens. Au cours des IXe et VIIIe siècles av. J.-C., elle connut un essor important. Elle est la capitale d'un royaume qui s'étendait sur une bonne partie de l'Asie Mineure, à l'ouest du Kızılırmak. Grâce à plusieurs programmes de construction successifs, Gordion est devenue une citadelle avec d'importants murs de fortification et des bâtiments monumentaux, au cours de la période phrygienne primitive (vers 950-800), indiquant l'émergence d'un état phrygien. Un gigantesque tumulus de 43 mètres de hauteur abritant un tombeau royal (tumulus MM) datant des environs de 740 av. J.-C. fut mis au jour sur le site. Il a longtemps été suggéré qu'il s'agissait du tombeau du célèbre Midas, mais il appartiendrait en réalité à l'un de ces prédécesseurs.

 Le tumulus MM, abritant un tombeau royal, vers 740 av. J.-C.

Le roi de Phrygie le plus célèbre est le mythique roi Midas, fils de Gordias. Lors de son règne (vers -690), un peuple nomade, les Cimmériens, envahit l'Asie Mineure. Midas dut aussi faire face aux attaques de son puissant voisin Sargon II, le roi assyrien.

La présence culturelle phrygienne continue d'être forte jusqu'au IVe siècle av. J.-C. et le passage d'Alexandre le Grand et son armée, qui vint à Gordion en 333 av. J.-C. Ce sont, en fait, les derniers historiens d'Alexandre qui relient le site au roi Midas et racontent le célèbre épisode du nœud gordien.