Arheološka istraživanja u sarajevskom kraju, u rasponu od jednog stoljeća, uprkos izvjesnoj nesistematičnosti, te oskudnim tehničkim i finansijskim sredstvima, koja su istraživačima bila na raspolaganju, nedvosmisleno potvrđuju kontinuitet čovjekovog prisustva na prostoru današnjeg Sarajeva i njegove okolice. Ova se tvrdnja, kada je o prethistoriji riječ, odnosi na neolitsko razdoblje i mlada razdoblja. Do danas nije pronađen niti jedan relevantan ljudski trag iz starijeg kamenog doba u Sarajevu i oko njega. Paleolit je predstavljen tek kostima pećinskog medvjeda (ursus spelaeus), koje su otkrivene u Marinovoj pećini, u kanjonu rječice Miljacke. Naravno, kada se imaju na umu kvalitet i obim arheoloških istraživanja tokom proteklih stotinu i više godina, te različite teškoće u vezi s tim radom, jasno je da pitanje postojanja paleolitskih stanovnika Sarajeva ostaje otvoreno. Na osnovu proučavanja paleolitskih nalaza s teritorije cijele Bosne i Hercegovine, moguće je pretpostaviti da eventualni Sarajlija iz najranijeg doba pripada kulturi označenoj u nauci kao mousterien, kulturi koju je razvio neandertalski čovjek.

Kada su austrougarske vlasti 1893. godine započele gradnju zgrade Poljoprivredne škole u mjestu Butmir u Sarajevskom polju, otkriveno je naselje neolitskih ljudi. Iskopavanje na lokalitetu Butmir trajalo je od 1893. do 1896. godine. Najveće zasluge za uspjeh ovog poduhvata pripadaju Franji Fijali i Vaclavu Radimskom. Butmir, smješten na obalama rijeke Željeznice, bogate naplavljenim kamenom-kremenom podesnim za izradu oružja i oruđa, u potpunosti je odgovarao neolitskom čovjeku. Stanovnik Butmira gradio je u prvo vrijeme zemunice, a potom i nadzemne kuće, bavio se poljoprivredom, stočarstvom i lovom. Najvažnija značajka ovog nalazišta jesu izvanredne keramičke izrađevine. Spiralni ornamentalni ukrasi na butmirskoj keramici i pronađene sedamdeset i dvije ljudske i životinjske figurine, ukazuju na povezanost Butmira i drugih evropskih neolitskih grupa. Neki detalji spomenutih ukrasa (poput “C” motiva na keramici) govore o mogućoj vezi butmirske keramike i plastike sa Kritom, odnosno sa kritsko-mikenskom kulturom, ali preovlađuje mišljenje da je riječ o specifičnoj butmirskoj kulturi. Upravo je po ornamentalnim ukrasima Butmir ušao u arheološku literaturu i privukao pažnju svjetskih arheologa. Tome je, nema sumnje, doprinio i Međunarodni kongres arheologa i antropologa održan u Sarajevu od 15. do 21. augusta 1894. godine.

Uzevši u obzir sve okolnosti, moguće je kazati da je butmirska kultura rezultat djelovanja mediteranskih, jadranskih i podunavskih utjecaja na autohtonu osnovu. Na jugoistočnoj periferiji Sarajeva, na padinama Trebevića, između 1887. i 1894. godine, arheolog Franjo Fijala istraživao je prethistorijske naseobine Zlatište, Soukbunar i Debelo brdo. Ovaj prostor, koji je praktično dio današnjeg Sarajeva, nastanjen je na prijelazu iz mlađeg kamenog doba u bronzano doba i to je jedini dio Sarajeva na kojem je očuvan kontinuitet življenja, od naseljavanja do danas. Zbog klizanja zemljišta i radi kasnijih gradnji kulturni slojevi na lokalitetima Zlatište, Soukbunar i Debelo brdo ispremještani su, pa nisu bila moguća sistematska istraživanja i izvođenje pouzdanih stratigrafijskih zaključaka.

Periodizacija je, na osnovu tipološke analize, izvedena samo za keramičke, kamene i metalne nalaze. Tom analizom je ustanovljeno smjenjivanje etničkih grupa u sarajevskom kraju – od nosilaca slavonske i panonske kulture preko Ilira i Rimljana do Slavena. Ostala važnija prethistorijska naselja u ovom kontekstu jesu: Gradina ponad Bistrika, Fortica na Ravnim Bakjama, Obhođa i Nahorevo.

Početkom metalnog doba naselje u Sarajevskom polju uz rijeku Željeznicu na lokalitetu Butmir napušteno je, a na brežuljcima koji okružuju taj prostor pojavljuju se naselja poznata kao “gradine”. Najpoznatija naseobina tog tipa je Gradac kod Kotorca, koji kasnije spominje i Konstantin Porfirogenet u čuvenom djelu, najčešće spominjanom na Zapadu pod naslovom: “De administrando imperio …”. U to vrijeme, kada počinje tzv. halštatski period, stare stanovnike sarajevskog kraja potisnuli su Iliri. Njihove gradine zauzimale su dominantne tačke oko Sarajevskog polja i doline Miljacke. Za Ilire su karakteristične grobne “gromile”, koje su otkrivene na lokalitetima: Močila, Veliki i Mali Orlovac. Najvažnija ilirska gradina bila je Debelo brdo. U tzv. latenskom periodu stanovnici Sarajeva pripadaju plemenu Desidijata. Iliri su poznavanjem proizvodnje i obrade metala, te društvenom organizacijom nadmašivali prijašnje stanovnike sarajevskog područja. O relativno visokom stepenu ekonomskog i kulturnog razvoja Ilira svjedoče brojni nalazi keramike, oružja i oruđa, a posebno nalazi izvanredno izrađenog nakita.