春秋战国时期，曲靖为“靡莫之属”，已进入部族社会，与滇池地区的居民为同一族属（叟族）。公元前280年，楚将庄蹻率部入滇，沟通曲靖与内地的联系。秦以前曲靖为滇国、夜郎国势力交界地区，《史记·西南夷列传》记载：“西南夷君长以什数，夜郎最大；其西，靡莫之属以什数，滇最大。……滇王者，其众数百万，其旁东北有劳浸、靡莫，皆同姓相扶。”南盘江流域地区为滇文化范围，其地时为滇王国劳浸、靡莫等部落所据。而北盘江流域地区则为夜郎文化区域。

秦始皇统一中国后，通道置吏，把曲靖纳入中央王朝的统治下。在“蜀身毒道”的基础上，开凿修建从四川宜宾至建宁（曲靖）的“五尺道”，作为秦通往西南夷的重要据点，为西汉设置郡县打下基础。《史记·西南夷列传》：“秦时，常頞略通五尺道，诸此国颇置吏焉。”五尺道北端为秦国的巴郡，南端直通滇国（曲靖）。使曲靖处在对内地开放的前沿，成为内地进入云南的门户。

西汉建元六年（前135年），堂琅县（今会泽、东川一带）、存鄢县（今宣威）的设立（为同年设立的犍为郡所辖），标志着郡县制在云南的最早确立。汉武帝派唐蒙“凿石开道，以通南中，迄于建宁，二千余里，山道广丈余。”(《水经·江水注》)。史称僰道或朱提道。五尺道由僰道南下，过石门，经朱提（今昭通），达味县（今曲靖）。公元前112年，牂牁郡设置，其中谈稿、漏江、平夷、漏卧4县即为今陆良（南部）、师宗、富源、罗平4县。西汉元封二年（前109年）置益州郡，辖区包括味县（今曲靖）、牧靡（今寻甸）、铜濑（今马龙）、同劳（今陆良）。汉武帝派名将郭昌为统帅，“元封二年，天子发巴蜀兵击灭劳浸、靡莫，以兵临滇。滇王降……于是以为益州郡。”（《史记·西南夷列传》）。

益州郡是中原王朝对云南实施全面统治的开端。曲靖郡县制度的确立，改变了诸部林立、不相统属的局面，有利于中央王朝管辖治理和诸部族经济政治文化发展。汉王朝推行“移民实边”，汉民族不断进入曲靖垦殖、屯田，为经济社会发展带来便利。公元14年，滇东“僰人”领袖若豆、孟迁率众起义，牵制了王莽政权大批军事力量和重要朝臣，支援和推动了内地绿林、赤眉、铜马等起义军。东汉建武十八年（42年），以夷帅栋蚕为领袖的起义军杀了益州郡各地的东汉官吏，控制益州郡大部地区。起义坚持到建武二十一年（45年），沉重打击了东汉王朝的封建统治和地方豪强势力。东汉时期，曲靖境内郡县基本沿袭西汉设置，部分县归属有所调整，存鄢（今宣威）并入犍为属国的汉阳县（今赫章），堂琅县（今会泽、东川、巧家）并入朱提郡（今昭通）。