Най-ранни следи от човешка дейност на хълма Св. Спас се датират към ранножелязната епоха (VIII – VI век пр. Хр.). Открити са множество ями с култов характер, което показва, че мястото е използвано от местното тракийско население като светилище. След завладяването на областта от римляните, хълмът продължава на функционира като свято място. През III век е обграден със стена, изградена от дървени колове, плет и глина. В средата на IV век е опожарена.Изграждането на каменна крепостна стена се датира към края на 60-те години на IV век, като заградената площ е около 1 хектар. В това време Римската империя се управлява от император Валент (364 – 378). При управлението на император Юстиниан I Велики (527 – 565) укреплението е реконстрирано, а при неговия наследник Юстин I (565 – 574) на северната стена е изградена порта с две правоъгълни фланкиращи отбранителни кули. Археологическите проучвания показват, че Цари Мали град престава да изпълнява отбранителни функции след 578 година.
