Castelcies ha una storia antichissima e potrebbe aver avuto origine nell'età del bronzo. All'età del ferro appartengono reperti quali frammenti ceramici decorati e resti di ollette. Mancano i segni evidenti di un vero e proprio insediamento, ma ciò non è da escludere visti i rinvenimenti di frammenti di intonaco e resti ferrosi.
Nella chiesa di San Martino è conservato quello che è ritenuto il più antico documento scritto della provincia di Treviso: è un piccolo blocco di pietra del luogo su cui sono incise da una parte una scritta in latino e dall'altra in retico.(IV secolo a.C.). Tra gli altri reperti del periodo, una fibula in bronzo di tipo Nauheim: probabilmente di fabbricazione ispanica, era usata dalle milizie romane, a testimonianza della romanizzazione della zona (o, per lo meno, di scambi commerciali).
Di epoca romana sono sicuramente il cippo dedicato Publio Calpurnio Saturnino (I secolo a.C.), anche questo conservato nella chiesa, parte di un sepolcreto. Si aggiungono poi la lapide di Arunnia Nigella, oggi murata sulla parete meridionale del Museo di Asolo, monete e frammenti di ceramica. Reperti più tardi indicherebbero la presenza di costruzioni tardo-romane e alto-medievali, queste ultime, pare, con funzione abitativa.
Sulla base di ciò si è ipotizzato che anticamente Castelcies potesse rappresentare un vicus posto ai margini del territorio di Asolo.