Il territorio di Villamassargia è frequentato dall’uomo sin dal neolitico come dimostrano i rinvenimenti nelle grotte circostanti e la presenza delle tipiche tombe ipogeiche prenuragiche dette domus de janas. La civiltà nuragica (II millennio a.C.) ha lasciato importanti tracce come testimoniato dai numerosi nuraghi, tra il nuraghe Santu Pauli e il nuraghe Monte Exi, e dalle tre tombe dei giganti, in località Monte Ollastu e in quella di Astia, dove è osservabile anche un pozzo sacro dedicato, nell’età del bronzo e del ferro, al culto delle acque.

In epoca romana venne costruito l’acquedotto di Caput Aquas, che riforniva Carales, e alcune fonderie. Lo stesso abitato trarebbe il nome dal latino: “Villa” (paese) e “Massaria” (da mansus o manso).