تعود تاريخ مليلية إلى الألفية الأولى قبل الميلاد، عندما استقر الفينيقيون في مكان أسموه روسادير، الذي يعني في الفينيقية "رأس عظيم". لعبت هذه المدينة دورًا استراتيجيًا على مر العصور بفضل موقعها الجغرافي المميز في البحر الأبيض المتوسط.
في القرن الثالث قبل الميلاد، كانت روسادير جزءًا من الإمبراطورية القرطاجية. بعد سقوط قرطاج، انتقلت المنطقة إلى الحكم الروماني في عام 42 قبل الميلاد، وأصبحت جزءًا من مقاطعة موريتانيا تينغيتانا الرومانية، التي كانت تُعتبر هيسبانيا ترانسفريتانا. بعد سقوط الإمبراطورية الرومانية الغربية، انتقلت المدينة إلى سيطرة القوط الغربيين، لتصبح جزءًا من هيسبانيا القوطية.
في القرن السادس، في عام 534، غزا الإمبراطور البيزنطي جستنيان الأول مليلية وأدرجها في الإمبراطورية البيزنطية. ومع ذلك، في عام 615، استعادت المدينة تحت حكم الملك القوطي سيسيبوتو. في عام 700، غزا الجيش المسلم بقيادة موسى بن نصير روسادير، معلنًا بداية الاحتلال الإسلامي للمنطقة.
ظل وضع مليلية مستقرًا نسبيًا حتى عام 1497، عندما تم احتلال المدينة، التي كانت قد تم التخلي عنها بسبب الصراعات مع سلطنة فاس، من قبل بيدرو دي إستوبينان إي فيروز، نيابة عن دوق ميدينا سيدونيا وبدعم من الملوك الكاثوليك. هذا الاحتلال شكل بداية الحقبة الإسبانية في مليلية.
في القرن الثامن عشر، تم حصار مليلية من قبل السلطان محمد الثالث بين عامي 1774 و1775. ومع ذلك، فشل الحصار بفضل مقاومة المدينة بقيادة القائد العام خوان شيرلوك، المدعوم من البريطانيين، مما أضاف بُعدًا دوليًا لهذا الحدث.
كانت مليلية قد تم الاعتراف بها كإنجاز إسباني في معاهدة السلام عام 1767. وتناولت معاهدات أخرى تم توقيعها في 1767 و1780 و1785 المدينة في سياق اتفاقيات السلام بين إسبانيا والقوى الأوروبية والإفريقية الأخرى. تم تحديد أراضي مليلية الإسبانية رسميًا بموجب معاهدة 14 نوفمبر 1863، مما عزز موقف إسبانيا في هذه المنطقة الاستراتيجية في شمال إفريقيا.