In origine esisteva un'antica strada usata per la transumanza del bestiame tra la valle del Tevere e l'Appennino Abruzzese. I Romani la utilizzarono durante la guerra contro gli Equi e fondarono la colonia di Carsoli sul finire del IV secolo a.C.
Il tratto da Roma a Tivoli fu pavimentato e sistemato da Marco Valerio Massimo Potito console nel 286 a.C., proseguì fino a Corfinium con il nome di Via Valeria e dal 49 .C. fino a Pescara con la costruzione di un ultimo tratto detto Via Claudia Valeria.
Durante la guerra sociale (90-88 a.C.) la via Tiburtina Valeria, che attraversava i territori degli Italici confederati contro Roma, fu spesso interessata dalle manovre dell'esercito romano e dell'esercito italico. Nei pressi di Carsoli fu teatro di una vittoria di Caio Mario sui Marrucini comandati da Herio Asinio