בקומראן היה יישוב של "כת מדבר יהודה", אשר ככל הנראה היא כת האיסיים המוזכרת בכתבי יוסף בן מתתיהו. אנשי הכת (כת קומראן או בני צדק) היו נזירים שחיו במערות באוהלים וסוכות והיו להם מבנים מרכזיים לתפילה, לימוד, מלאכה, מקוואות ואוכל. אנשי הכת השאירו אחריהם כתבי יד רבים (מגילות קומראן) ששרידי למעלה מ-900 מהם התגלו במערות בסביבת האתר.
בתקופה זו היה באתר שמורת עין גדי יישוב גדול שהתפרנס מגידול האפרסמון (בושם) שהיה המקור לבושם המפורסם והיקר של התקופה ההלנית והרומאית. האפרסמון גודל במטעים מיוחדים וגידולו והפקת הבושם ממנו נחשבו לסודות גדולים. ליד שמורת עין גדי נמצא בית הכנסת העתיק בעין גדי. הממצאים הם מתקופה מאוחרת יותר מהמאה השלישית עד השישית לספירה. אזור מערות מפלט במדבר יהודה התפרסם בגלל הממצאים של סלים, כלים, שלדים ומסמכים (בהם מסמכי בבתא) שהשאירו אחריהם אנשי עין גדי שנמלטו למערת האיגרות מאימת החיילים הרומאיים בתקופת המרד של בר כוכבא. המסמכים כוללים מכתבים של בר כוכבא אל אנשי עין גדי.
במזרח הים היו בתקופה זו אתרי מעיינות חמים מפורסמים בחמי קלירוהי וליד הכפר ברו שמעל למעיינות החמים (חממאת מעין) של ואדי זרקא-מעין. בקלירוהי בנה הורדוס מבנים, והוא עצמו התארח במקום כדי לנסות לעצור מחלת עור חמורה שפקדה אותו.
במצדה שבישראל ובמכוור שבירדן היו מבצרים ששכנו באזורים נידחים ומבודדים הרחק מהדרכים הראשיות. המבצרים נבנו על ידי החשמונאים אולם חוזקו ופוארו על ידי הורדוס שבנה אותם להנאתו וביטחונו. המבצרים התפרסמו בגלל המערכה הגדולה שניהלו צבאות רומא נגד המורדים שמצאו בהם מסתור בתקופת המרד הגדול. המבצרים נפלו לידי הרומאים לאחר מצור ממושך.
מהחצי הראשון של האלף הראשון לספירה יש אתרים נוצרים חשובים בסביבות יריחו ובהם המנזרים בדיר אל-קרנטל, אתר הטבילה בירדן שליד קאסר אל-יהוד ותופעת נזירות מדבר יהודה.
מהתקופה הערבית יש ממצאים חשובים באזור יריחו והם שרידי ארמון גדול מהמאה השמינית לספירה. הארמון נקרא ארמון הישאם על שם אחד הח׳ליפים השאם אבן עבד אלמלכ. הארמון נהרס ברעידת האדמה הגדולה בשנת 747.
בעידן המודרני אין התיישבות גדולה באגן למרות הפעילות הכלכלית הגדולה בתיירות ובתעשייה. התנאים האקלימיים הקשים גורמים לכך שרוב העובדים באזור מגיעים אליו לעבודה מישובי ההר.
ים המלח במקורות.
בתנ"ך ובספרות חז"ל.
ים המלח מוזכר לראשונה בספר בראשית כמקום בו התרחשה מלחמת ארבעת המלכים את החמישה. הוא מופיע בשם "יָם הַמֶּלַח", המכונה גם "עֵמֶק הַשִׂדִּים" ("שִׂידִים" מלשון שיד או סיד, בהוראת זפת או חימר). הכתוב מציין גם שבעמק היו "בארות בארות חימר". העמק היה בפינה הדרום מזרחית של האגן ושכנו בו הערים צוער, סדום ועמורה (בהן התרחש סיפור לוט). הים נזכר פעמים רבות כגבולה הדרומי מזרחי של ארץ ישראל. הים נזכר במקרא גם בשם "ים הערבה" ובשם "הים הקדמוני", מלשון "קדם" (מזרח), מפני שהוא נמצא במזרח הארץ. בחזון אחרית הימים של יחזקאל, מנובא כי מי הימה (ים המלח) עתידים להירפא ולשמש בית חיות לדגים "כדגת הים הגדול רבה מאוד" מכוח המים שיצאו מתחת מפתן המקדש.
הים נזכר בספרות התלמודית ובמדרש. הוא מוזכר בין שבעה הימים המקיפים את ארץ ישראל. החכמים מציינים את תכונותיו הרפואיות ואת הקביעה שאי-אפשר לטבוע בו. כמו כן במקומות רבים בתלמוד מוזכר ים המלח כמקום אידיאלי להשלכת דברים האסורים בהנאה ומיועדים לאיבוד.
בספרות היוונית-רומית.
הפילוסוף היווני אריסטו סיפר בספרו "מטאורולוגיקה" אודות הסיפורים ששמע על "האגם בפלשתינה", בין היתר שאם מרטיבים בגדים במימיו ומנערים אותם, הם מתנקים.
הירונימוס מקארדיה, ההיסטוריון החשוב ביותר של התקופה ההלניסטית המוקדמת, שהה בארץ ישראל סביב שנת 312 לפנה"ס ודיווח ש"בארץ הנבטים היה אגם מר שבו לא נולדים דגים ולא שום חיה אחרת החיה במים. לבנים של אספלט נמשות מתוכו על ידי תושבי הארץ". הירונימוס היה האיש עליו הטיל אנטיגונוס מונופתלמוס את המשימה לפקח על ים המלח ולאסוף את האספלט והוא המקור היחיד, מלבד דיודורוס שהסתמך עליו, שקובע שים המלח ממוקם בארץ הנבטים.
הסופר היווני קסנופילוס (המאה ה-3 לפנה"ס) ומאוחר יותר גם האדריכל הרומאי ויטרוביוס הזכירו את ים המלח כאגם הנמצא על יד העיר יפו.
הגאוגרף היווני ארטוסתנס (המאה ה-3 לפנה"ס) סבר כי הארץ סביב ים המלח הייתה בעבר גם היא מכוסה במים, והיא נחשפה עקב רעידות האדמה.
הגאוגרף היווני סטראבון הזכיר את ים המלח ואת גושי האספלט הגדולים שצפים עליו. הוא כתב שהתושבים החיים סביבו מגיעים לאספלט על גבי רפסודות עשויות קנים וחותכים ממנו ולוקחים כמה שיכולים. ההיסטוריון היווני דיודורוס סיקולוס כתב בשנת 50 לפנה"ס כי "אגם האספלט" הוא "ים גדול" אשר "יש ממנו הכנסה" וכי יש מסחר ער באספלט, בין היתר לצורכי חניטה במצרים. ההיסטוריון הרומי טרוגוס פומפיוס היה הראשון שכינה את הים בשם הים המת (בלטינית: Mortuum Mare, משום שדגים אינם יכולים לחיות בו).
חוקר הטבע הרומאי פליניוס הזקן הזכיר בספרו "תולדות הטבע" מספר פעמים את ים המלח ואת הביטומן המופק ממנו. הוא כינה את הים "אגם האספלט" (בלטינית: Asphaltites) ו"האגם של יהודה". הוא כתב שגופיהן של החיות אינם שוקעים במימיו, ואפילו פרים וגמלים צפים בו, וטען שעובדה זו הביאה לדיווח ששום דבר לא יכול לשקוע בהם.
סקריבוניוס לארגוס, רופאו של הקיסר קלאודיוס, כלל בחיבורו שתי תרכובות שיש בהן שימוש ב"ביטומן יהודי" (האספלט של ים המלח): לריפוי פצעים טריים ולתיקון עצמות שבורות.
הפילוסוף הרומי סנקה התייחס אל ים המלח בספרו "מחקרי טבע". יוסף בן מתתיהו תיאר את הים ותכונותיו, את האספלט הנפלט ממנו המשמש לאיטום אוניות ולצורכי מרפא ואת הבושם הנחשק - האפרסמון מעין גדי. ההיסטוריון הרומי טקיטוס תיאר את האגם בתרחיב-רקע על היהודים וארצם.
הגאוגרף היווני פאוסניאס סיפר כעד ראייה על "הים המת" שנמצא "בארץ העברים", שבו "יצורים חיים צפים מבלי לשחות" ואילו "יצורים מתים שוקעים לקרקעית".
הנואם היווני דיו כריסוסטום ציין שהאיסיים שוכנים "בקרבת 'המים המתים'".
אין ספק כי הנואם היווני אייליוס אריסטידס התכוון לים המלח כשדיווח על האגם ב"פלשתינה-סוריה" שנמצא באותו מקום שבו גדלו "התמרים המפורסמים" ועסיס הבלסם, שסופר לו עליו שהוא "מסמן בכל פעם שהנילוס גואה". הוא גם עוסק בשאלה מדוע הוא נקרא "ים".
הרופא היווני גלנוס התייחס מספר פעמים לים המלח וציין שהמלח נקרא "סדומי", על שם ההרים הסובבים את האגם שנקראים "סדום". הוא תיאר את מימיו של האגם וציין שהוא מכונה "הים המת" וגם "אגם האספלט", ובנוסף לכך הדגיש את יופיו של האספלט שלו וציין את איכויותיו התרופתיות. מחיבוריו של גלנוס מתברר כי האספלט של ים המלח כונה גם "האספלט היהודי" והוא נחשב לאספלט הטוב ביותר.
האסטרונום היווני תלמי ציין ש"חלק מנהר הירדן זורם דרך יהודה בקרבת אגם האספלט".
הפילוסוף אלכסנדר מאפרודיסיאס (תחילת המאה ה-3) חזר בפירושו לחיבורו של אריסטו על דבריו לגבי "האגם שנאמר שממוקם בין הפלשתינאים".
בפרובלמטה האריסטוטלית, עוסקת אחת הבעיות במימיו של האגם: "נאמר שים המלח בפלשתינה, בהיותו העכור ביותר, הוא גם המלוח ביותר... (המים) מסירים כל לכלוך כמו כל סבון אחר".
המדקדק הלטיני סולינוס, שנסמך על פליניוס הזקן, תיאר את "הביטומן הנמצא ביהודה, שיוצר האגם אספלטיטס".
בימי הביניים.
הגאוגרף המוסלמי אל-מסעודי תיאר במאה ה-10 אבנים היוצאות ממי הים ואשר משמשות לטיפול בכאבי כליות.
הרופא הירושלמי אל-תמימי, בן המאה ה-10, תיאר את ים המלח כים ללא דגים ובעלי חיים, וכמתמלא מנהר הירדן ונהר נוסף (ייתכן שהקדרון). הוא תיאר גם את התייבשותו של הים ואת הירידה במפלס המים כתהליך הולך ומתמשך. בנוסף, תיאר אלתמימי את ניצול המחצבים מאזור ים המלח ואת המסחר הענף במלח לסוגיו גופרית ואספלט.
חקר ים המלח.
בעת החדשה החל חקר הים במאה ה-18. האנליזה הכימית הראשונה של מים מים המלח מיוחסת לאנטואן לבואזיה, ב-1772. הנוסע הראשון שערך תצפיות מדעיות על ים המלח היה הנוסע הגרמני אולריך יאספר זצן ששהה באזור בין 1806 ל-1807 והיה הראשון שידוע עליו כי הקיף את ים המלח.
ביולי 1835 הגיע לים המלח אירי בן 25 בשם כריסטופר קוסטיגן, אשר עשה את דרכו בסירה קטנה מהכנרת דרך הירדן. הוא ביצע מדידות של אזור "הלשון" לשעבר אך סבל ממחסור במים ומת מסבלות האקלים. מאוחר יותר קרא החוקר לינץ' את הכף הצפונית של הלשון לשעבר על שמו: "כף קוסטיגן".
ב-1847 עבר תומאס הווארד מולינה, קצין הצי המלכותי הבריטי, את הדרך מן הכנרת לים המלח בסירה. אף הוא חלה באזור ים המלח, נלקח במסע לביירות ומת שם. על שמו קרא לינץ' את קצהו הדרומי של חצי אי הלשון לשעבר "כף מולינה".
ב-1848, יצאה משלחת של הצי האמריקאי למפות את האזור. המשלחת, בת 14 חברים בראשות לויטננט קומנדר ויליאם פרנסיס לינץ', ערכה סקר מקיף ומיפוי מדויק של קרקעית ים המלח. לזכר פועלו של לינץ', נקרא המצר לשעבר שהיה קיים בין הלשון לחוף המערבי של ים המלח "מצר לינץ'".
בשנת 1863 וב-1864 ערך הנוסע הבריטי הנרי בייקר טריסטרם מסעות סביב לים המלח ותיעד בצורה מפורטת את החי והצומח באזור. ב-1864 חקרה את אזור ים המלח משלחת צרפתית בראשות הגאולוג Louis Lartet, הדוכס דה לוינה (Honoré Théodoric d'Albert de Luynes). חבר המשלחת, ויניה (L. Vignes), קבע את רום ים המלח באותה תקופה לכ-392 מטר מתחת פני הים.
בשנות השבעים והשמונים של המאה ה-19 עסקו משלחות מטעם הקרן לחקר ארץ ישראל - PEF בסקר ובמדידות באזור ים המלח.