Bremen lê aan die oewers van die Weserrivier en sowat 126 kilometer van sy monding in die Noordsee af. Die rivier verbreed in die stadsgebied tot 'n rivierdelta, die sogenaamde Unterweser (letterlik die benedeloop van die Weser) wat ook vir seeskepe bevaarbaar is en van Bremen een van die belangrikste hawens in Duitsland gemaak het. Die vroeëre seehawe is vandag 'n promenade langs die Weser, die sogenaamde Schlachte.
As gevolg van die Noordsee se getye styg die Weser se waterpeil tydens vloed tot sowat 2,40 meter bo seevlak sodat die stadsgebied oor 'n afstand van 155 kilometer deur dyke beskerm word. Naas die Noordsee se vloedwater hou ook die Oberweser of boloop van die rivier soms 'n bedreiging vir Bremen in.
Aangesien die riviere Weser, Werra, Fulda en Aller 'n gebied met 'n oppervlakte van sowat 40 000 vierkante kilometer dreineer, loop die rivierwater tydens swaar reënvalle of die dooiweer van die lente nie vinnig genoeg af nie sodat dyke ook as beskerming teen oorstromings gebou is.
Terwyl die eerste menslike spore in die omgewing van Bremen uit die Steentydperk omtrent 150 000 v.C. dateer (soos byvoorbeeld 'n lans wat by die geraamte van 'n oer-olifant gevind is), was argeologiese opgrawings in die stadsgebied van Bremen in hierdie opsig nog nie suksesvol nie.
Die sandduin met 'n lengte van 26 kilometer aan die Weser se regteroewer was beskerm teen die rivier se vloedwater en sodoende geskik vir die stigting van nedersettings en die bou van paaie, en kleiner Saksiese dorpe wat uit die tydperk tussen die 1ste en 8ste eeu dateer is in voorstede soos Hemelingen, Mahndorf, Grambke en Rekum opgegrawe. Urne en vuurplekke wat in die stadsentrum ontdek is, is tans nog nie presies gedateer nie.
Daar is verskeie teorieë oor die oorsprong van die naam Bremen. Die oudste bekende vorm was Bremun (Latyns: Brema), en 'n afleiding hiervan, 'n lokatiewe datief van die meervoudsvorm Brem, beteken letterlik "by die rande" en het moontlik na 'n vroeë nedersetting by die duinrand verwys.
In 787 het Karel die Grote 'n bisdom in Bremen gestig; die stad was van die begin af 'n strategiese nedersetting aan die noordgrens van die Frankiese Ryk. Karel het veral grawe en biskoppe ingespan om die nuut verowerde Saksiese gebiede in die noorde te oorheers. Die Bremense biskop Ansgar het in die 9de eeu 'n belangrike rol by die Christelike sendingwerk in Skandinawië en die Slawiese Oosseegebiede gespeel, en Bremen is in 845 tot aartsbisdom verhef. Eeue lank het teenstellings tussen die Frankiese veroweraars en geestelikheid en die Saksies-Friese stadsbewoners die geskiedenis van Bremen oorheers. Die eerste katedraal in Bremen is in 858 deur Deense Wikings verniel en later deur 'n steengebou vervang.
In 967 het keiser Otto I die Bremense aartsbiskop tot graaf van die plaaslike graafskap verklaar en sodoende 'n geestelike vorstedom in die hartland van die hertogdom Sakse geskep. Die pous het tegelykertyd Denemarke, Swede, Noorweë, Ysland en later ook Groenland onder die kerklike gesag van die Bremense aartsbiskop gestel. Bremen het in hierdie periode tot 'n beduidende handelsentrum en hawe begin ontwikkel wat op 10 Augustus 965 ook voorregte as 'n markstad gekry het.
Die meeste bewoners moes destyds nogtans 'n lewe maak uit bestaansboedery, wat veeteelt en akkerbou asook vissery ingesluit het. Ambagte en handel met landbouprodukte het net 'n ondergeskikte rol gespeel.
Die kerklike owerhede in Bremen het hul organisasie geleidelik uitgebou en in die periode tussen 1013 en 1043 nuwe versterkings en 'n steenmuur rings om die katedraalkwartier gebou aangesien die stad og steeds deur Noormanne-aanvalle bedreig was. Die sendingwerk in Noord-Europa het voortgegaan, en die oprigting van nuwe kerke het net soos die luukse leefstyl van die wêreldlike aartsbiskoppe 'n sterk finansiële basis noodsaaklik gemaak. Die geestelikes het dus begin om nuwe grondbesit te koop.
Die Saksiese adel van die omgewing het steeds 'n sterk opposisie teen die Bremense aartsbiskop gevorm. Tydens sy afwesigheid in 1064 het hertog Hermann die stad geplunder. Die biskop se posisie het verder verswak, en hy was genoodsaak om hoër markdoeanes te hef – 'n stap wat tot die ekonomiese agteruitgang van Bremen gelei het nadat koopmans en handelaars weggebly het.
Behalwe vir die Rynland met sy stedelike tradisie en selfbewuste burgerdom was Duitsland omtrent 1100 nog 'n oorwegend agrariese samelewing. Die kerk het aanspraak gemaak op belangrike markdorpe as deel van sy wêreldlike magsgebiede. Handel en ambagte het geleidelik begin om ook buite die Rynland die ontstaan van stedelike nedersettings te bevorder.