Miletos'un taş devrinden beri yerleşke olduğu bilinmektedir. Fakat,Miletos ve etrafında bulunan adalarda taş devrinde yaşayanlar hakkında arkeolojik delil bulunmamaktadır ve bu Ege Denizi'nin sularının yükselmesine ve Büyük Menderes'in ağzının birkaç kere değişmesine atfedilmektedir.Arkeolojik araştırmalarla elde edilen bilgilere göre ise Miletos ilk olarak M.Ö. 3500-3000 yıllarında Cilalı Taş Devri'ni yaşayanların bir yerleşkesi olmuştur.Bafa Gölü dibinden alınan sondaj örneklemlerinde yapılan polen sayımlarına göre Büyük Menderes Vadisi'nde Miletos'tan daha içeride bulunan alanlarda yaprak döken ağaçlıklı,çayırsal alanlar bulunmakta ve cilalı taş devri yerleşkeleri için hayvancılık yapmaya uygunluk sağlamaktadır.Cilalı taş devri yerleşkelerinin su kaynaklarına yakın,stratejik olarak iyi korunabilecek (örneğin Büyük Menderes kenarında ve sahilde yüksek uçurumlu) mevkilerde ve ada kıyılarında bulunduğu,hayvancılık ve deniz ürünleri ile geçindikleri kabul edilmektedir...

Miletos'ta ilk arkeolojik kazılar 1873'de Fransız arkeolog Olivier Rayet tarafından yapılmıştır ve onu Alman arkeolog Theodor Wiegand'ın yaptığı kazılar takip etmiştir.Fakat kazılar devamlı yapılmamış;zaman zaman savaşlar ve diğer nedenlerle aksamıştır.Şu anda Miletos'ta kazılar Almanya Bochum'daki Ruhr Üniversitesi tarafından organize edilmektedir...