2009年，岛根县出云市出土了旧石器时代中期的“砂原遗迹”，据考距今约十二万年前，是目前发现日本年代最早的遗址。当时正逢第四纪冰河期，海平面比现在低很多，而且日本与欧亚大陆有陆地相连，故“砂原遗迹”的住民极有可能是欧亚大陆上的住民为捕食草食动物来到日本。
距今约一万四千年以前，为日本史上的旧石器时代。目前日本发现的旧石器时代遗迹大多是距今三万年，属于旧石器时代早期，三万年到一万四千年之间的旧石器时代晚期则较少发现。
据考证，当时气候宜人、资源丰富的东南亚呈现人口饱和状态，多余的人口为了生存大举北迁，一路沿着大陆北上到黄河中下游；一路则从中国沿海东进日本列岛，目前在日本发现的旧石器文化几乎都属于东南亚系统，这批人普遍被视为后来绳文时代日本人的祖先。
旧石器时代主要使用的工具为敲打方式制作的打制石器，从目前出土的文物来看，打制石器是当时人类耕种、收获粮食的主要工具，过着狩猎、采集的生活。旧说认为绳文时代才有以研磨方式制作刀口锋利的磨制石器，然而随着野尻湖遗迹群（约距今五万年前到三万三千年前）多次发掘，证实在旧石器时代已出现磨制石器。
距今约一万五千年到一万三千年（即地质学上第四纪更新世晚期），冰河时期进入尾声，至一万一千四百年前左右结束，进入间冰期，气候变得温暖，海平面上升，日本附近的大陆架为海水淹没，日本因而脱离欧亚大陆。
由于气候变暖，动植物生态亦有明显转变。植物方面，寒冷地带的针叶林分布地区减少，温暖地带的阔叶林逐渐增加。动物方面，长毛象等大型草食性动物消失，代之以野猪等中型动物。
距今约一万五千年前至二千八百年，日本进入属于新石器时代的“绳文时期”。目前发现的绳文遗址大多有贝冢，也就是丢弃破损的陶器、工具以及鱼骨、兽骨、植物残渣的场所，研究贝冢化石有助于理解该时代饮食的种类。贝冢的出现表示绳文时代已有定居概念，“绳文”这一名称来自明治时代学者矢田部良吉将美国动物学者毛瑟（Edward Sylvester Morse）对大森贝冢（东京都品川区）出土土器的日译。
从北海道到冲绳县都有绳文遗迹的出土，1998年青森县青森市郊外出土的三内丸山遗址是目前发现规模最为庞大的绳文遗址，年代上相当于绳文中后期（距今约五千五百年到四千五百年）。
其他遗迹中只是由竖穴式住居形成的小型或中型聚落，这里出土的却是超过五百五十座大型竖穴式住居、掘立柱建物及巨大建筑物（六本柱建物）遗迹，此外还有广场及墓地，再次显示出三内丸山遗址的规模并非一般聚落可比拟。
绳文人除狩猎和采集外，还有与其他聚落进行交易的商业行为，主要交易品有食物、石材和装饰品，值得一提的是目前发现的石材中有黑曜石、翡翠等物；日本黑曜石产地主要在北海道、关东、中部、山阴、山阳及北九州岛等地，三内丸山所在的青森县并非上述石材产地，由此不难看出绳文人贸易活动范围之广泛。绳文人不只以人力循陆路运送物品，据遗迹出土物来看，还有制造圆木舟通过水路进行交易。
各地发现的遗迹除冲绳县外几乎都有土偶出土，大多数以女性为模型，这与绳文时代仍为母系社会有关。由于女性具有生育能力，且农作物收成与生育相关，因此为祈求丰收而制作的土偶均强调体态丰满，并不符合女体真实比例。从土偶的出土可看出，绳文时代已有农业耕作及祈求丰收等 宗教信仰。
公元前3世纪到公元3世纪，日本进入“弥生时代”。“弥生”名称的由来，是因为最初于1887年3月在东京府本乡向冈弥生町的贝冢发现土器，遂以发现地点命名。绳文时代主要以狩猎、采集为主，中后期从大陆经朝鲜半岛传入水稻（但亦有从长江中下游直接传入日本的说法），出现农耕，不过农耕需要大量人力，尚未成为绳文时代主要的生活方式。
进入弥生时代后出现灌溉设施及铁制农具的传入，水稻产量大增，渐成这个时代日本人的主食。大规模稻作生产不仅需要大量人力（部分弥生时代遗迹显示已有饲养家畜），人们也必须定居在固定土地上，以聚落形态经营以稻作为主的生活方式，因此弥生时代不仅出现聚落，久而久之更演变为小国。
不久，小国内部出现了贫富差距，为了生存，也就是追求水源地及肥沃土地的缘故，小国与小国之间出现战争。为能在作战中获胜，进而又出现统治者与被统治者。
1986年九州岛佐贺县神埼郡吉野里町发现了形成于公元前4世纪的聚落，命名为“吉野里遗迹”，乃是目前已出土弥生时代规模最大的遗迹。吉野里遗迹显著特征是拥有内壕和外壕双重环壕，两环壕之间还有木栅、土垒等防范外敌入侵的设施，足见吉野里遗迹具有类似近代城郭的防卫功能。
吉野里遗迹除沿袭绳文时代竖穴式住居外，尚有存放食物的高床式仓库和贮藏穴，此外还有为数不少的瓮棺、石棺、土坑墓，埋葬方式采用膝盖弯曲的屈肢葬。出土物方面有多数土器、石器、青铜器、铁器、木器，甚至连勾玉、管玉、铜镜、铜剑、织物等装饰品和祭祀器物也都在遗迹出土品之列。
吉野里遗迹所在位置与《三国志·魏书·倭人传》记述的“邪马台国”颇为吻合。吉野里遗迹是否就是卑弥呼女王建立的“邪马台国”新一时间成为学界争论的焦点。
一般文明的演进是按阶段从石器向青铜器或铜器，再向铁器发展，大概耗时数千年到上万年，然而弥生时代却是青铜器与铁器并进，石器也未有因此遭到淘汰，这在世界文明中是相当罕见的，一般认为与大陆先进文明的传入有关。
原本青铜器作为武器使用，但青铜器没有铁器的坚固锐利，当铁制的武器和农具各因增加杀伤力、收成而普及后，青铜器就慢慢只用作祭祀礼器如铜镜、铜剑、铜铎了。礼器功用为祈祷及禳灾，乃由朝鲜半岛传来，故在九州岛北部出土最多。神武天皇到阙史八代日本历史开端于何时，至今在学术界依旧难获共识。
第二次世界大战以前，《古事记》《日本书纪》两书中的神代史（称为“记纪神话”）被视为日本信史之始，广泛在中小学历史课本中当作授课内容。随着战后天皇神格地位解除，战前不能碰触的禁忌较能以客观立场和角度来看待，“记纪神话”记载的内容不再被奉为真实历史。神话虽不可尽信，却也非全然不可信，乍看荒诞不羁的内容反映出了部分事实，只不过从“记纪神话”时期到天皇统治日本为止，于文献上缺乏明确的年代记载；这点是各国神话的通病，不独日本神话。此外，神话时代和信史间亦缺乏明确承接。
据《日本书纪》记载，“神武东征”前后费时近七年，但神武的领域仅有今日奈良县一部分，与其说是“兼六合以开都，掩八纮而为宇”（《日本书纪》卷三《神武天皇即位前纪》）的天皇，倒不如说是势力较大的部落领袖。神武为日本史上首位天皇，即今日本皇室的祖先，也就是说神武的子孙后来统一了日本。
然从神武之后的二代天皇到九代天皇，是日本史所称的“阙史八代”。造成的原因，历来史学家有众多猜测，主张“神武天皇出场被提前四百多年，为弥补空窗而捏造出不存在的八代天皇”这一说法得到普遍认同。
神武天皇之后的日本，在中、日两国史籍上皆鲜有记载，无从得知这几个世纪日本局势的变化，不过根据存在的天皇。《后汉书·东夷列传》《三国志·魏书·倭人传》（以下简称《倭人传》）两书记载，日本原本有百余国，到汉武帝灭朝鲜时只剩三十余国，大倭王所在的最大一国叫作邪马台。约汉桓、灵帝在位期间（146至189年），邪马台大乱后陷入长年征讨，造成国无君主。
此时有一名为卑弥呼的女子会鬼道（方术），具有通灵能力，加上年长未嫁，被共立为王，服侍她的侍婢虽有千人之众，却罕能见其真面目。只有一男子平时帮忙递送饮食，并传送她下达的命令。卑弥呼的居处、宫殿、楼观及城栅，都有兵员守卫。
曾有学者指出帮卑弥呼递饮食、传命令的男子是其王弟，认为当时邪马台国采用男（王弟）女（卑弥呼）共治，卑弥呼虽以巫女之尊成为邪马台国女王，实际上对臣下并不直接下达命令，而是透过王弟进行间接统治。
魏明帝景初二年（238年）六月，卑弥呼似受到南边狗奴国人侵的威胁，派遣大夫难升米（音译）带着牲口、丝织品、金银前往中国北方，拜见当时魏国皇帝，盼能永世交好。魏明帝封卑弥呼为“亲魏倭王”，这是曹魏赐予外夷爵位最高称号之一，此外还给予相当丰厚的回赐，不难看出魏明帝想借机拉拢邪马台国，从东方海上威胁南方的孙吴。
齐王曹芳正始年间（240-249年），魏国和倭国间有三次外交使节的往返。247年，狗奴国与邪马台国交战，卑弥呼遣使向曹魏求援，使者于翌年抵达曹魏国内，唯卑弥呼已因不明原因逝去。
据《倭人传。》记载，卑弥呼死后，国人为其建造一巨冢，以百余名奴婢殉葬。
之后邪马台国立一男王，这位男王可能少了卑弥呼拥有的通灵特质难以服众，造成国内互相诛杀，只好改立卑弥呼的宗女壹与（《梁书》列传第四十八、《北史》列传第八十二写为“台与”）为王，让国内安定下来。
上述是《后汉书·东夷列传》和《倭人传》对二、三世纪倭国的记载内容，《晋书·四夷传》写到晋武帝泰始（265-274年）初年，邪马台国曾复遣使入贡，此后便从中国史籍消失踪迹，待倭国再次人贡已是一个多世纪后的事了。
199年，第十四代仲哀天皇即位后第八年，不顾皇后气长足姬尊（汉风谥号为“神功皇后”）同众大臣劝阻，执意远征盘据九州岛中南部的土著熊袭族，出师不克，翌年二月崩御（即驾崩之意）于九州岛北部的筑紫。神功皇后与大臣武内宿弥等人商定隐瞒天皇死讯返回都城，之后求神占卜，另觅吉日再度出征，熊袭不战而降。神功皇后未能以此为满足，召集船只聚集壹岐岛，渡海征讨朝鲜半岛南部的新罗，新罗王怯战求降。高句丽、百济两国惧，遣使向神功皇后表明“从今以后，永称西蕃，朝贡不绝”。
神功皇后返回九州岛筑紫后，诞下仲哀天皇遗腹子誉田别皇子（即十五代应神天皇），同时宣仲哀天皇死讯。天皇死讯引发议论，誉田别皇子的异母兄麛坂王、忍熊王认为神功皇后出于私心必将立初生皇子为太子，两位年长皇子遂起兵叛乱，旋遭神功皇后派遣的武内宿弥平定。
年底，群臣尊神功皇后为皇太后，担任年幼皇子的摄政，是年为摄政元年，两年后誉田别皇子被立为皇太子。摄政四十六年，日本与朝鲜半岛上的卓淳国建立外交往来，摄政四十九年、六十二年时因新罗不遣使朝贡而两度出兵征讨。神功皇后崩于七年后的摄政六十九年。
以上为《日本书纪》第九卷的大致内容，可看出该卷对神功皇后的记载集中在征熊袭、征讨朝鲜半岛、平皇室叛乱三件事，对皇后摄政期间的内政毫无提及，她的汉风谥号“神功”二字与出兵朝鲜不无关系。
“摄政”一词源于中国，但在日本首见于神功皇后，原意为幼君即位不能参与朝政，从皇族成员中择一具有政治资历的德高望重之辈作辅佐，待君主成年后归还政权。
仲哀天皇逝世后，誉田别皇子襁褓之身自然不能参政，神功皇后以生母之尊，自是最合适的摄政人选。神功皇后摄政期间，权力等同于天皇，加上对外经营有成、武功高超，从《日本书纪》到江户时代前期的《本朝通鉴》（林罗山编纂），多将神功皇后列于本纪。
战后学术研究渐趋自由，不少学者对神功皇后的真实性存疑。且其摄政三十九年，与前述卑弥呼遣使中国接受“亲魏倭王”的年代一致，因此有学者提出神功皇后与卑弥呼是同一人或为其宗室的说法。
自晋武帝朝中最后一次人贡，经过大约一百五十年，五世纪初倭国再度出现在中国正史中，据《晋书·安帝恭帝本纪》载，倭王赞于413年向东晋安帝献上方物。此后九十年间，倭国历经五位王，共派出十二次使者向东晋及南朝朝贡。在交通极不便的5世纪，每隔不到八年便遣使者冒生命危险渡海，次数不可谓不频繁。
《宋书·蛮夷传》详细提及遣使前来的倭国领袖，依出现次序分别是：赞、珍（或写作“珎”）、济、兴、武，此即所谓的“倭五王”。同卑弥呼，“倭五王”记载仅见于中国史书，未见于《古事记》《日本书纪》。那么“倭五王”究竟是日本史上哪几位天皇？
“倭五王”十二次遣使中有九次集中于南朝宋，基本上可视之为5世纪时的倭国领袖。据《宋书·蛮夷传》记载，珍为赞之弟，兴为济之子，武为兴之弟，只有珍和济的关系并未提及。
据学者研究比对，“赞”有可能是应神（第十五代）、仁德（第十六代）或履中（第十七代）天皇；“珍”有可能是仁德或反正（第十八代）天皇。
相较于“赞”和“珍”的不确定，“济”“兴”“武”已在学者间取得一致共识，“济”是允恭（第十九代）天皇，“兴”是安康（第二十代）天皇，“武”是雄略（第二十一代）天皇。
“倭五王”时代，中国历经西晋短暂统一复陷南北分裂的局面，相较于北方长期征战，南方至少维持表面偏安，故此倭五王选择南朝作为朝贡对象。倭五王出于何种目的，向偏安江南的南朝朝贡呢？我们可从倭五王自称“头衔”中窥出端倪，除却赞、兴两位，珍、济、武皆自称使持节、都督倭百济新罗任那加罗秦韩慕韩等国诸军事、安东大将军、倭国王，以此身份遣使上贡。
弄了一大堆头衔，无非希望南朝能予承认，这才是他们不惜冒海上风险遣使朝贡的主因。“使持节”即都督之意，等于地区性的军事首长，珍、济、武要的是支配倭、百济、新罗、任那加罗、秦韩、慕韩地区的军事支配权。
新罗、百济都是朝鲜三国时代（公元前1世纪至7世纪）半岛南边的国家。任那加罗，居新
罗与百济之间，倭五王时代属日本领地。秦韩是辰韩，乃早期朝鲜半岛南部三韩之一；只有慕韩不清楚是今日何地，不过应该也在朝鲜半岛南部。
可想而知倭五王向南朝朝贡，着眼于换得南朝皇帝承认他们在朝鲜半岛南部及倭国的军事统治权，借此挽回4世纪末和北方高句丽作战失利后岌岌可危的任那。可是在珍的时代南朝已封百济王为国王，百济的军事权自然不可能交给倭王，珍最后只得到“安东将军倭国王”的封号，此封号一直伴随到倭王兴。
倭王武时，高句丽南下，百济、新罗首当其冲，任那同受高句丽威胁，倭王武亟需得到都督倭、百济、新罗、任那加罗、秦韩、慕韩等国诸军事的称号，以便率领半岛南部兵力对抗高句丽，故于478年向南朝宋末代皇帝顺帝上表文，前段夸耀统一倭国过程的英勇，后段则诉面临高句丽压迫之窘境，为在朝鲜半岛行使军事权，冀盼南朝皇帝能承认其所求“大将军”爵号，方便以此爵号之威权对抗高句丽。
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