3650 π.Χ.-1070 π.Χ.
Τα Χανιά είναι χτισμένα πάνω στα ερείπια της αρχαίας Κυδωνίας, μιας σπουδαίας για το μέγεθος και τη δύναμή της πόλη. Σύμφωνα με την παράδοση, η αρχαία Κυδωνία ιδρύθηκε στα προϊστορικά χρόνια από τον Κύδωνα, γιο του Ερμή -κατ’ άλλους γιο του Απόλλωνα,- και της νύμφης Ακακαλλίδας, κόρης του Μίνωα. Ο Όμηρος στην Οδύσσεια αναφέρει τους Κύδωνες ως μία από τις πέντε κρητικές φυλές, ενώ ο Στράβωνας τοποθετεί την Κυδωνία ως την τρίτη μεγαλύτερη πόλη στη μεγαλόνησο.
Η ιστορία της ξεκινά ήδη από την πρωτομινωική περίοδο (3650 π.Χ.), όταν οι πρώτοι κάτοικοι δημιούργησαν έναν οικισμό στο λόφο Καστέλι, που μέχρι σήμερα δεσπόζει πάνω από το παλιό λιμάνι. Από τις αρχαιολογικές έρευνες στην πλατεία της Αγίας Αικατερίνης στην οδό Κανεβάρο ήρθαν στην επιφάνεια πλήθος κεραμικών αυτής της περιόδου, καθώς και αρχιτεκτονικά κατάλοιπα κτιρίων. Ευρύχωρα σπίτια με καλοχτισμένα δωμάτια και φροντισμένα δάπεδα, κεραμικά προϊόντα εξαιρετικής ποιότητας αποδεικνύουν ότι η πόλη αποτελούσε ένα σπουδαίο πρωτομινωικό κέντρο.
Ο οικισμός σταδιακά άρχισε να αναπτύσσεται και να εξελίσσεται σε σημαντικό ανακτορικό κέντρο κατά τα μεσομινωικά χρόνια (2200-1580 π.Χ.). Η οικονομία παραμένει γεωργική, αλλά παράλληλα ενισχύεται η ενασχόληση των κατοίκων με το εμπόριο και τη ναυτιλία. Παράγουν κεραμικά είδη, ενώ παράλληλα εισάγουν κεραμικά και από την υπόλοιπη Κρήτη.
Κατά τα υστερομινωικά χρόνια (1580-1070 π.Χ.) η Κυδωνία γνωρίζει μεγάλη οικονομική άνθηση, χάρη στην ανάπτυξη της βιοτεχνίας και του εμπορίου. Αναπτύσσει το δικό της κεραμικό εργαστήριο, «το εργαστήριο της Κυδωνίας» και εμπορεύεται τα προϊόντα της εντός και εκτός Κρήτης, όπως στην Πάτρα, στην Κύπρο και στη Σαρδηνία. Παράλληλα κάνει εισαγωγές από τις Μυκήνες, την Κύπρο, τη Συροφοινίκη, την Ιταλία και την Αίγυπτο, ενώ επεκτείνει το νεκροταφείο της σε μεγάλη έκταση γύρω από τον οικισμό.
Ιδιαίτερα την περίοδο 1550-1450 π.Χ. η πόλη βρίσκεται στο απόγειο της ακμής της. Κόβει δικό της νόμισμα και διαμορφώνει ένα οργανωμένο πολεοδομικό σχέδιο κατά τετράγωνα με πλούσιες κατοικίες, με φωταγωγούς, ιδιαίτερα φροντισμένες προσόψεις και αποχετευτικό σύστημα. Το 1450 π.Χ. η εγκατάσταση στο Καστέλι καταστρέφεται από μεγάλη πυρκαγιά, ωστόσο ξαναχτίζεται. Σ’ αυτή την περίοδο ανήκουν 100 πήλινες πινακίδες της Γραμμικής Α, πήλινα σφραγίσματα και δισκία που δηλώνουν την πιθανή ύπαρξη κάποιου ανακτόρου με εξελιγμένη διοικητική οργάνωση. Τότε χρονολογείται και το λεγόμενο «Σφράγισμα του Δεσπότη», ένα πήλινο σφράγισμα που εικονίζει ένα πολυώροφο συγκρότημα σε παραθαλάσσιο και βραχώδες τοπίο, όπου στην κορυφή του στέκεται μια ανδρική μορφή.
Γύρω στο 1300 π.Χ. η εγκατάσταση στο Καστέλι καταστρέφεται από νέα πυρκαγιά, χάρη στην οποία διασώθηκαν οι πρώτες πήλινες πινακίδες Γραμμικής Β. Το 1200 π.Χ. ανεγείρονται νέα κτίσματα, ενώ 50 χρόνια αργότερα, όταν ο μινωικός πολιτισμός φτάνει στο τέλος του, χάνονται ξαφνικά και τα ίχνη ζωής των αρχαίων Κυδώνων.
