thumb|Det har blitt hevdet at kosakkene var begynnelsen på Ukraina. Maleriet «Zaporozje-kosakkenes brev til den tyrkiske sultanen» (1880–1891) av Ilja Repin framstiller de ukrainske Zaporizjzja-kosakkene (zaporog-kosakkene) og ataman Ivan Sirko, som i 1676 skrev et hånefullt brev som svar på Mehmed IV krav om at de skulle underkaste seg Det osmanske rike. Kosakkene, som var dyktige ryttere og krigere, har tradisjonelle klær og frisyre, med kaftaner, skinn-luer, barter og khokhol-frisyre. thumb|Indoeuropeiske språk ca. 3500 f.Kr Ukrainas historie strekker seg tilbake minst 4500 år f.Kr. og en rekke ulike folkegrupper har bebodd og vandret gjennom landområdet i dag kjent som Ukraina. Fra om lag 800 e.Kr. har Ukraina vært et kjerneområde for østslaverne, og de etablerte etter hvert Kievriket som den første slaviske statsdannelsen. Dagens Ukraina kan være arneområdet for de indoeuropeiske språkene.
Forhistorie thumb|En Kurgan-støtte, i dagens Kharkiv
Menneskelige bosetninger i området vi i dag kjenner som Ukraina er påvist i forhistorisk tid. Den neolittiske Cucuteni-kulturen blomstret i området i perioden 4500–3000 f.Kr.The Cucuteni Culture (engelsk) Cucuteni-kulturen var basert i den vestlige delen av dagens Ukraina, Romania og utviklingsmessig kan de sies å tilhøre kobberalderen. I den østlige delen av nåtidens Ukraina holdt i samme periode Sredny Stog-kulturen til, de ble etterfulgt av den tidlige bronsealderkulturen Jamna-kulturen (Kurgan-hypotesen) som befolket steppene og katakombe-kulturen mellom 2800 og 2200 f.Kr. Kurgan-kulturen etterlot seg også en rekke stenfigurer, kalt Kurgan-støtter.
I jernalderen vandret flere ulike folkegrupper inn, som dakerne, kimmeriere, skyterne og sarmaterne. Et skytisk kongerike eksisterte i området fra 750–250 f.Kr. Sammen med antikke greske kolonier grunnlagt på 500-tallet f.Kr. på den nordøstlige kysten av Svartehavet, bosetningene Tyras, Olbia og Tmutarakan etterfulgt av romerske og østromerske byer inntil 500-tallet e.Kr.
Gotiske stammer innvandret til dagens Ukraina mellom 250-375 e.Kr., et landområde de kalte Oium, og etablerte Tsjernjakhiv-kulturen. Østgoterne i området ble fra 370 dominert av hunerne. Nord for det østgotiske kongeriket var Kyiv-kulturen, som blomstret fra 100–400-tallet, da den ble erobret av hunerne. Etter at østgoterne hjalp til med å nedkjempe hunerne i slaget ved Nedao i 454 fikk de overta området Pannonia, vest for Ukraina.
Med et maktvakuum etter slutten på hunernes og goternes styre begynte slaviske stammer, muligens fra Kyiv-kulturen, å spre seg utover mye av det som i dag er Ukraina og Balkan. På 600-tallet var dagens Ukraina kjerneområdet for Det storbulgarske rike med hovedstad i Fanagoria. Mot slutten av 600-tallet forflyttet de fleste bulgarske stammene seg, og restene av deres statsdannelse ble absorbert av khazarene, en delvis nomadisk folkegruppe fra Sentral-Asia.
Khazarene grunnla et kongedømme i den sørøstlige delen av dagens Europa, nær Det kaspiske hav og Kaukasus, et rike som inkluderte de vestlige delene av dagens Kasakhstan, de østlige deler av dagens Ukraina, Aserbajdsjan, det sørlige Russland og Krim-halvøya.
Kievriket
thumb|Kievriket på 1100-tallet På 800-tallet ble Kyiv erobret fra khazarene av Oleg, en adelsmann fra Varjagene, og la grunnlaget for en lang periode med styre av Rurik-dynastiet. På denne tiden var det flere slaviske stammer i området som tilsvarer dagens Ukraina. Kyiv lå i krysningspunktet for lønnsomme handelsruter og dets betydning som senter i Kievriket økte. På 1000-tallet var Kievriket Europas største stat i utstrekning og var kjent i Vest-Europa som Rutenia.
Kyiv vokste frem rundt år 800. Fremveksten regnes som opphavet til russisk kultur i middelalderen, og Kyiv oppfattes som «alle russiske byers mor». Fra Kyiv ble det kyriliske alfabetet og den ortodokse tro (med opphav i Bysants) spredt i de slaviske områdene. Domkirken i Kyiv ble reist i 1037. Den katolske kirken og den ortodokse skilte lag ved det store skisma i 1054 Kyiv og Dneprs midtre del var på den tiden tyngdepunkt i østslavisk bosetning. Kyiv var i stor grad omgitt av skog, mens steppene lenger sør var dominert av tatarisk (tyrkiske) nomader. Angrep fra mongolene og indre splittelse førte til at Kyiv mistet den sentrale stillingen, til fordel for Moskva.
Kristendommen begynte å påvirke deler av dagens Ukraina allerede før det første økumeniske konsilet, Konsilet i Nikea i 325, særlig langs Svartehavet, men ble ikke offisiell religion for Kievriket før 988. Den sterkeste drivkraften i kristningen av Kievriket var Vladimir I. Hans interesse for kristendommen ble vekket av hans farmor, prinsesse Olga. Under det etterfølgende styret til Jaroslav I ble lovboken Russkaja pravda utgitt og den kom til å prege rettsforståelsen i slaviske områder i mange hundre år fremover.
Indre konflikter i Kievriket førte til at dets makt ble redusert på 1100-tallet. Nær Kyiv bidro det til etableringen av fyrstedømmet Galitsj-Volynia, mens i nord forekom for første gang navnet Moskva i de historiske beretningene fra fyrstedømmet Suzdal, som ledet til fremveksten av Russland. I nordvest etablerte etter hvert fyrstedømmet Polotsk Hviterusslands selvstyre. Kyiv ble plyndret av de andre slaviske fyrstedømmene i 1169 og deretter plyndret av tyrkiske nomader og mongoler. Etter mongolinvasjonen på slutten av 1230-tallet avga alle fyrstedømmene i det som er dagens Ukraina troskapsløfte til mongolene. Kyiv ble igjen plyndret i 1240. Fem år etter skrev pavens utsending, Giovanni da Pian del Carpine følgende:
Under mongolenes invasjon av Kievriket gikk Kievriket i oppløsning rundt 1200. Etterfølgerstatene kom etter hvert under polsk og litauisk innflytelse, og store deler av Ukraina (inkludert Kyiv-området og Volhynia) ble etter hvert en del av Det polsk-litauiske samvelde. Polske godseiere dannet i det nåværende vestlige Ukraina en overklasse. Det polske styret førte til katolsk innflytelse på den ortodokse kirken i området. Etter press gikk en del ortodokse prester med på å anerkjenne paven mot å få bevare sitt kirkeslaviske ritualet.
Fyrstedømmet Galitsj-Volynia
thumb|right|Árpád og seks andre høvdinger av madjarerne. Fra Chronicon Pictum (Wiens illuminerte krønike) som viser skjoldet til det kongelige huset Arpads emblem, en svart sittende kaie. Den statsdannelsen som etterfulgte Kievriket i deler av området som i dag er Ukraina, var fyrstedømmet Galitsj-Volynia.
Tidligere hadde Vladimir den store etablert byene Galitsj og Ladomir (senere Volodimer) som regionale hovedsteder for det sentrale området i vestlige Ukraina. Denne nye, mer eksklusivt ukrainske etterfølgerstaten var basert på de tre folkestammene dulebene, tivertene, og hvitkroatene. Staten var styrt av etterkommerne av Jaroslav I av Kyiv og Vladimir Monomakh. I en kortere tid var landet styrt av en ungarsk adelsmann. Strider med nabolandene Polen og Litauen skjedde også, foruten gjensidig ødeleggende krigføring med det rutenske fyrstedømmet Tsjernihiv i øst. Nasjonen nådde sitt høydepunkt ved utvidelsen gjennom naboområdene Valakia/Bessarabia, hele vegen til kystene av Svartehavet.
I løpet av perioden rundt 1200–1400 ble fyrstedømmene uavhengige fra hverandre for en tid. Staten Galitsj-Volynia ble til slutt en vasall til mongolriket, men anstrengelsene for å skaffe europeisk støtte til motstand mot mongolene fortsatte. Denne perioden markerte den første «konge av ruserne», tidligere hadde herskerne av ruserne (Kievriket) hatt betegnelsen Velikij Knjaz («storfyrste») eller Knjaz («fyrste»).
Slutten av middelalderen Fra 1326 hadde metropolitten av Kyiv fast sete i Moskva og i 1458 ble metropolittembetet delt mellom Moskva og Polen/Litauen. Metropolitten i Polen-Litauen fikk tittelen metropolitt av Kyiv, Galicja og hele Rus' med sete i Navahrudak (nå i Hrodna voblasts i Hviterussland). I 1589 fikk metropolitten i Moskva tittel som patriark og med det frigjorde Moskva seg fra moderkirken i Konstantinopel. I 1596 gikk en del ortodokse biskoper i Polen-Litauen i union med paven (Brest-unionen eller Unionen i Brest) hvorved den ukrainske gresk-katolske kirke oppstod. Denne anerkjenner paven, men beholdt ortodoks liturgi og hadde ikke sølibat for prester.
I løpet av 1300-tallet var det flere kriger mellom Polen og Litauen på den ene siden og mongolene på den annen. Dette førte etter hvert med seg at det meste av Ukraina gikk inn under polsk og litauisk overherredømme. Områdene i Volynia i nord og nordvest kom inn under de litauiske fyrstene, mens områdene i sørvest kom inn under Polen (Galicia) og Ungarn (Karpato-Ruthenia).
Det meste av Ukraina grenset til deler av Litauen, noe som gjør at det er blitt hevdet at selve navnet «Ukraina» kommer fra det lokale ordet for «grense». «Ukraina»-navnet ble imidlertid også benyttet i århundrene tidligere. Etter at Kyiv-området falt under Litauens kontroll tok de litauiske herskerne over tittelen «hersker av ruserne». De delene av Ukraina under polsk kontroll hadde på denne tiden stor innvandring av nye folkegrupper, spesielt polakker, etniske tyskere, armeniere og jøder.
Novgorod var en av hovedbyene i Kyiv-riket. Etter den langsomme oppløsningen av Kyiv-riket flyttet det demografiske og politiske tyngdepunktet blant de østslaviske folkene seg nordøstover til skogene ved Volgas øvre løp. Med utgangspunkt i Moskva, en av de mindre byene i området, vokste det frem et nytt østslavisk rike (som ble utgangspunkt for imperiet Russland). I Moskva-riket var skikker og levemåte påvirket av finske stammer i området (trolig skjedde det en viss blanding av slaviske og finske grupper) og det var kulturelle innflytelse fra mongolene. Moskvas hersker gjorde til forskjell fra Kyiv krav på å være eneveldig i sitt territorium. Språket rundt Moskva og rundt Kyiv var omtrent det samme eller nokså likt, og de bekjente seg til ortodoks kristendom. Fyrsten av Moskva var etterkommer av en fyrsteslekt fra Kyiv, Rurik-dynastiet. På bakgrunn av dette har russiske og sovjetiske historikere regnet Kyiv-riket som direkte forløper for Moskva-riket slik at fremstillingen av Russlands historie begynner med Kyiv på 800-tallet og ikke med Moskva på 1100-tallet. I Vesten har de fleste historikerne fulgt den russiske fremstillingen. I Kyiv-rikets tid var det liten etnisk differensiering mellom de østslaviske folkene. Etter oppløsningen av Sovjetunionen har Ukrainas fremholdt (blant annet i lærebøker) at Kyiv-riket var ukrainsk og ikke russisk.
I slutten av middelalderen ble Moskva-hertugene de mektigste, og disse ledet fordrivelsen av mongolene. Under Ivan den grusomme vokste Moskva-riket blant annet østover inn i Sibir, og Ivan erklærte seg som tsar over alle russere.
Det polsk-litauiske samvelde
thumb|right|250px|Omriss av Det polsk-litauiske samvelde i 1619 med dets viktigste underenheter, satt oppå oppå dagens statsgrenser.
Etter Lublinunionen i 1569 og dannelsen av Det polsk-litauiske samveldet falt Ukraina inn under polsk administrasjon og gikk innunder det polske kongedømmet. Perioden som fulgte etter dannelsen av samveldet, ble preget av kolonisering, og mange nye byer og landsbyer ble dannet. Idéene fra renessansen spredte seg, og innvandrende polske bønder ble i stort antall rutenisert. Samtidig ble mesteparten av den ukrainske adelen polifisert og gikk over til katolisismen. Dette var til forskjell fra bøndene, som holdt på det rutenske språket og forble i den østlige ortodokse kirke. Disse motsetningene førte til økende spenninger i samfunnet. Dette ble opprinnelsen til kosakkene, som opprinnelig var rutenske bønder som flyktet fra livegenskapet. Mange av kosakkene ble leid inn igjen av samveldet for å beskytte landet mot tatarene i sørøst. Kosakkene deltok blant annet i slaget ved Khotyn i 1621 og i flere felttog mot Storfyrstedømmet Moskva.