La protostoria
Il popolamento di età protostorica è attestato da alcuni modesti siti, quasi tutti dell'età del ferro, posti in connessione con terreni vicini a sorgenti d’acqua e, soprattutto, collocati lungo tracciati intervallivi di comunicazione. Fa eccezione l'area a nord/est di Maiano in cui le testimonianze si fanno più interessanti. In generale i materiali rinvenuti ci propongono una frequentazione diffusa in tutto l'odierno territorio comunale, che si trova compreso tra il bacino di due fiumi: il Marecchia ed il Savio.
Nella vallata del Savio, fin dal VI secolo a.C., erano attive popolazioni umbre (Umbri Sapinates); queste diedero vita ad un primo insediamento stabile sull'area della città di Sarsina nel IV secolo a.C. Un’inveterata tradizione storica vorrebbe che proprio queste tribù di pastori (Sapinati e Solonati) avessero, come principale luogo sacro e di incontro commerciale, un tempio dedicato ad Ercole su quello che oggi è il Mont'Ercole di Sant'Agata Feltria. Nella penisola italica il culto di Ercole era legato alla protezione di mercati, scambi commericali ed incontri tra diverse tribù, evenienza plausibile per un territorio di cerniera tra Savio e Marecchia, tra Adriatico e Tirreno come fu il santagatese.
Le alte valli dei fiumi Savio e Marecchia rappresentavano infatti delle porte d’accesso all'area tiberina e alla Toscana costituendo un asse di comunicazione tra l'Adriatico e l’Etruria. Queste vallate restavano proiettate anche verso la costa, zona di approdo di merci provenienti dall’opposto litorale adriatico e dal mondo greco, tanto che dai porti costieri alcuni prodotti trovavano diffusione nel territorio interno attraverso i percorsi che si affiancavano alle vie fluviali.
L'età romana
L’analisi diacronica del popolamento di età romana nel santagatese prende il via da attestazioni di III-I secolo a.C. (età repubblicana). Nella maggior parte dei siti un incremento del popolamento si registra gradualmente sino alla sua massima espansione nella prima età imperiale (fine I secolo, II secolo d.C.).
Il tardo Impero (III-IV secolo d.C.), ancora attestato nella maggior parte dei siti, vede una contrazione demografica, probabilmente dovuta alla generalizzata crisi economica. La crisi raggiungerà il culmine tra IV e V secolo, quando la curva cronologica della maggior parte dei siti santagatesi di età romana si arresterà determinando il crollo del paesaggio antico ed una nuova geografia del popolamento tipica dei secoli dell'alto Medioevo (V-X d.C.).
L'area, appenninica e defilata rispetto alle grandi città della costa, sviluppò un popolamento di àmbito rurale dove si distinguono tracce lasciate da numerosi edifici rustici minori (fattorie di coloni) e da almeno due ville rustiche (di possidenti terrieri). Il popolamento va immaginato a maglie larghe: piccoli villaggi aperti (vici) e fattorie sparse punteggiavano soprattutto i fianchi delle colline con una migliore esposizione dei versanti.
Le maggiori tracce del popolamento di età romana sono state rinvenute a nord dello spartiacque del Mont’Ercole, sul versante del fiume Savio. Qui l’antropizzazione si è giocata nell'area compresa tra due torrenti, il "Marecchiola" e il "Fanantello" che, unendosi tra le frazioni di Sapigno e Maiano, formano il torrente Fanante, affluente di destra del Savio. In questa zona si sviluppavano due modesti villaggi (vici): un primo a nord-est di Maiano e un secondo attorno all'attuale capoluogo comunale. Su questi ruotavano numerose fattorie ed una villa rustica, probabilmente fondate da coloni sarsinati. Le cellule antropiche erano legate ad una economia agro-silvo-pastorale (il cosiddetto saltus) e, forse, al precoce sfruttamento di alcuni giacimenti di minerale sulfureo.
A sud dello spartiacque del Mont’Ercole, bacino idrografico del Marecchia, sono state registrate meno unità di popolamento (unità topografiche). Erano perlopiù fattorie collocate a cavallo di tre fossi che tagliano da nord a sud il territorio: il fosso delle Avezzane, il fosso della Rocca ed il fosso Campaccio.
La campagna santagatese costituisce, sotto il profilo geomorfologico, un sistema complesso, estremamente franoso e tagliato in due quadranti dallo spartiacque del massiccio del Mont'Ercole sul quale sorgeva già in età protostorica il fanum (il tempio da cui prende nome il torrente Fanante) dedicato ad Ercole. Il popolamento risentì di questa divisione geografica tanto che a nord del crinale dovette necessariamente ruotare attorno al municipium di Sarsina, mentre a sud gravitò sul villaggio (vicus/statio) di Ad Missam, un centro abitato che si trovava presso l'odierna zona industriale di Pennabilli sulla via Ariminensis, arteria stradale di collegamento tra le città di Ariminum (Rimini) ed Arretium, tra Adriatico e Tirreno. Questo villaggio/stazione di sosta, affacciato sul Marecchia, sorgeva su un fondamentale crocevia di strade che teneva unite le quattro città (municipia) di Pitinum Pisaurense (Macerata Feltria), Ariminum (Rimini), Arretium (Arezzo) e Sassina (Sarsina), cioè costa ed Appennino.
La viabilità di età romana
La disposizione dei siti di età romana ci ha permesso, con precisione, di proporre una ricostruzione della viabilità antica nel santagatese. Dalla principale via Ariminensis (Ariminum - Arretium), presso l'odierna località di Ponte Messa, si staccava un percorso secondario (diverticulum) che permetteva di raccordare la Valmarecchia al municipium di Sassina (Sarsina) attraversando il territorio di Sant'Agata Feltria.
Questo il tracciato: sponda destra del Marecchia piana di Ponte Messa, guado di Pozzale (ponte?), sponda sinistra del Marecchia, poi valle del torrente Senatello (sponda sinistra), sponda sinistra del Fosso delle Avezzane, valico di Pereto, sponda destra del torrente Marecchiola, sponda destra del torrente Fanante, guado (o ponte) sul Savio, Sarsina.
Ѐ stato identificato anche un secondo tracciato minore, che nella prima parte si differenzia dal diverticulum, ma che nel secondo tratto si collega ad esso. Questo il secondo tracciato: sponda destra del Marecchia piana di Ponte Messa, guado di Pozzale (ponte?), sponda sinistra del Marecchia, sponda sinistra del Fosso della Rocca (presso l'odierno castello di Rocca Pratiffi), sponda destra del torrente Marecchiola di Sant’Agata Feltria, sponda destra del torrente Fanante, guado (o ponte) sul Savio, Sarsina.