Troje ligt op de plek waar nu de plaats Hisarlik ligt. Troje lag bijzonder strategisch in het noordwesten van het huidige Turkije aan de Dardanellen, een zeestraat die de Egeïsche Zee met de Zee van Marmara verbindt. De zee kwam tot dicht bij de benedenstad en men was er verzekerd van een harde betrouwbare wind voor handelsschepen.

Talrijke onderzoekingen wijzen op de aanwezigheid van meer dan 9 woonlagen sinds het Bronzen Tijdperk -ongeveer 3000 v. Chr.-, over een diepte van zo’n 15 m. Elk van die woonlagen kan ook weer in meerdere bouwperiodes worden verdeeld.

De eerste nederzetting van Troje werd rond 2920 voor onze jaartelling gesticht en staat bekend als Troje I. Troje was een stad, het had van begin af aan stadsmuren -als eerste plaats in de regio-, en het zou spoedig de overige plaatsen in de regio in grootte en macht overtreffen. De huizen waren verschillend in grootte, soms vrijstaand, soms aan elkaar gebouwd. De grootste gebouwen waren zogenaamde megarons, langgerekte gebouwen, met de deur aan één van de korte zijden, en daarvóór een voorportaal. Die bouwstijl geldt als de voorloper van de Griekse tempels op basis van een peripteros -een geheel met zuilen omgeven tempel of ander bouwwerk-, maar in Troje I werd hij gebruikt voor woonhuizen. Eén van de opgegraven huizen had een lengte van 18 m. Van twee nog grotere megarons is te weinig overgebleven om de functie te kunnen vaststellen. Troje I bestaat uit erg veel woonlagen; dat komt omdat de huizen steeds opnieuw werden gebouwd op de oude fundamenten, maar wel elke keer een stukje hoger. De huizen en de ondergrond bestonden allebei uit leem; als een huis was ingestort, liet men het daarom meestal simpelweg liggen, en werd de vloer wat opgehoogd. Ook het afval werd in een gat in de vloer gegooid en na verloop van tijd met leem overdekt.

Rond 2600 v. Chr. werd de stad uitgebreid. De stadsmuren werden ruimer en er kwam behuizing buiten de muren. Een groot deel van het centrum werd ingenomen door een groot paleis- of tempelcomplex op een verhoging, dat bekend staat als Troje II. In die periode was Troje een centrum van brons- en vooral goudsmeedkunst. Er was volop handel met Minoïsch Kreta en andere culturen, zo is gebleken uit aardewerkvondsten. Ergens in de 25e eeuw werd de stad door brand verwoest. De gebouwen werden snel weer opgebouwd, maar binnen korte tijd -wellicht slechts 2 jaar- ontstond een nieuwe brand, die Troje II beëindigde.

Troje werd wel weer opnieuw opgebouwd, maar in plaats van het grote centrale complex ontstonden er nu diverse woonplekken. Troje bleef in deze periode -Troje III- wel een regionaal machtscentrum. Rond 2300 v. Chr. werd Troje, mogelijk als gevolg van een aardbeving, grotendeels verlaten.

Troje IV en Troje V zijn de archeologische bouwlagen die dateren van ongeveer 2200 v. Chr. toen de stad opnieuw werd bewoond tot ongeveer 1750 v. Chr..

Rond 2200 v. Chr. kwam een nieuwe groep mensen, afkomstig uit centraal-Anatolië, naar het enige tijd tevoren verlaten Troje. Dat lijkt een minder welvarende tijd voor Troje te zijn geweest, met een aantal grote branden en een teruggang van de veeteelt.

Rond 1900 v. Chr. werden de tijden weer beter: de huizen werden groter en mooier. In de tweede helft van de 18e eeuw v. Chr. verviel Troje weer en werd verlaten; de oorzaak ervan is onbekend.

Gedurende de periode van Troje VI van 1700-1240 v. Chr. groeide het uit tot een rijke en machtige stad, strategisch altijd al gewaardeerd om zijn positie aan de belangrijke handelsweg tussen de Egeïsche Zee en de Zwarte Zee via de Bosporus. Op het hoogste punt van de stad werd een imposante burcht gebouwd met brede straten en meerdere losstaande paleisgebouwen. Ten zuiden daarvan lag het grote woongebied. Rond de burcht bevond zich een grote, sterke muur. Een tweede muur beschermde de omliggende stad. Troje was een rijke en relatief grote stad. De stadsmuur in deze periode is een ruwe cirkel met een doorsnee van ongeveer 250 m. Het inwoneraantal wordt geschat op 6.000-12.000.

Rond 1240 v. Chr. werd Troje zwaar getroffen. Of er een natuurramp, een oorlog of een interne opstand heeft gewoed, of wellicht meerdere factoren een rol speelden, is onbekend.  Vooral de citadel werd geraakt. Er werd wel herbouwd -Troje VIIa-, maar in een andere stijl: geen grote, vrijstaande paleisgebouwen, maar een groter aantal, aan elkaar gebouwde woningen. Blijkbaar verhuisden mensen van de onderstad buiten de burcht naar de burcht zelf.

Rond 1180 v. Chr. werd Troje ingenomen, geplunderd en gebrandschat, zoals veel andere steden in die tijd, die daarom wel 'de brandcatastrofe' wordt genoemd. Deze verwoesting van Troje VIIa wordt wel aangezien voor de Trojaanse Oorlog.

Of Troje meteen opnieuw werd bevolkt of pas enige jaren later, is niet bekend, maar het lijkt erop dat de nieuwe bewoners -Troje VIIb- een gemengde bevolking vormden, met zowel oude bewoners van Troje als nieuwe groepen. Nieuwe huizen werden gebouwd, van hetzelfde type als voorheen, maar niet op dezelfde fundamenten, die lagen te diep. In de burcht en dicht eromheen stonden nu veel huizen dicht op elkaar, maar de verder weg gelegen delen van de 'benedenstad' werden niet meer gebruikt.

Troje bleef een handelscentrum, hoewel zeker niet zo groots als voorheen. Er werd handel gedreven met het Zwarte Zeegebied, Anatolië en Griekenland. Rond 950 v. Chr. werd Troje opnieuw bij een aanval verwoest en toen werd het wel verlaten. Ruim 200 jaar lang was de bevolking van Troje erg klein.

Ilion was de naam voor Troje in de Griekse tijd, waarschijnlijk vanaf 700 v. Chr.. Bij de Romeinen heette het Ilium.
Troje werd een Griekse stad, maar aanvankelijk niet groter dan andere steden in Troas. Het gebied was formeel Lydisch, hoewel relatief onafhankelijk. Vanaf 547 was het onder Perzische heerschappij, waarna het tot de verovering door Alexander de Grote in 334 afwisselend Perzisch, Atheens, Spartaans of onafhankelijk was.
Na de dood van Alexander de Grote kwam het gebied in handen van Lysimachos. In 306 begon hij met de bouw van een groot theater bij Troje en in 301 werd op de top een grote tempel voor Athena gebouwd. Om een vlakke ondergrond te krijgen liet hij een laag afvoeren die de top van de burcht van Troje VI en Troje VII vormde, waardoor die nu dus niet meer bestaat. Hij dwong inwoners van omliggende plaatsen naar Ilion te verhuizen en de stad groeide uit tot een religieus centrum.

In 188 v. Chr. werd het gebied door de Romeinen veroverd. Omdat de Romeinen de Trojaan Aeneas als hun stamvader beschouwden, had Troje een speciale betekenis voor hen: omstreeks 150 v. Chr. kende Ilium opnieuw een tijd van grote bouwactiviteit.
In 85 v. Chr. richtte de Romeinse generaal Flavius Fimbria verwoestingen aan in Ilium, maar generaal Sulla herbouwde de stad nog grootser dan voorheen. Julius Caesar breidde na zijn bezoek in 48 v. Chr. de stad nóg verder uit, evenals Augustus na zijn bezoek in 20 v. Chr. In de Romeinse tijd werden Ilium en omgeving een populaire toeristische bestemming en de bezoeken van diverse keizers en andere belangrijke Romeinen brachten rijkdom aan de stad.
In 326 overwoog keizer Constantijn I om Ilium zijn nieuwe hoofdstad te maken, maar hij koos uiteindelijk voor Byzantium. Hierna ging het door de opkomst van het christendom snel bergafwaarts met Ilium. Rond 500 werd het door een aardbeving getroffen en bleef slechts een klein dorp over, hoewel het een bisschopszetel bleef. In de 12e en 13e eeuw was er nog een lichte opleving, maar in de 14e eeuw kwam aan het bestaan van Troje definitief een einde.