Zur Römerzeit hieß Châlons-en-Champagne "Catalaunum" oder "Durocatalaunum" und war der Hauptort des gallischen Volksstamms der Catalauni sowie eine bedeutende Stadt der "Gallia Belgica". In der Nähe von Châlons besiegte Kaiser Aurelian in einer Schlacht 274 n. Chr. den gallischen Gegenkaiser Tetricus. Der heilige Memmie predigte hier in der zweiten Hälfte des 3. Jahrhunderts das Christentum und wurde erster Bischof von Châlons. Im Jahr 451 fand bei Châlons möglicherweise die Schlacht auf den Katalaunischen Feldern statt, in der das Heer Attilas eine Niederlage gegen die Westgoten unter Theoderich I., der fiel, und die Römer unter Aëtius erlitt. Im Jahr 931 wurde die Stadt von Rudolf von Burgund, 963 von Robert von Vermandois erobert und verwüstet.