Η αρχαία Γόρτυνα συγκαταλέγεται στις σημαντικότερες αρκαδικές πόλεις του αρχαίου κόσμου. Οι ακριβείς χρονολογίες ίδρυσης, ακμής και παρακμής της δεν είναι γνωστές, καθώς τα αρχαιολογικά στοιχεία που έχουν έρθει στο φως δεν είναι επαρκή για να τις προσδιορίσουν. Πάντως είναι γενικότερα αποδεκτό ότι η πόλη διένυε την ακμή της ήδη τον 4ο αιώνα π.Χ. και πρέπει να καταστράφηκε περί τον 12ο αιώνα.

Ο αρχαιολογικός χώρος βρίσκεται έξω από το χωριό Ατσίλοχος της Ορεινής Αρκαδίας. Υπολείμματα που έχουν έλθει στο φως περιλαμβάνουν τμήματα της παλαιάς οχύρωσης, ερείπια κατοικιών και δημοσίων κτιρίων, ιερό του Ασκληπιού και λουτρά, προφανώς σχετιζόμενα με το Ασκληπιείο, με ιαματικό χαρακτήρα. Τα λουτρά είναι από τα σημαντικότερα του αρχαίου κόσμου που έχουν ανακαλυφθεί· περιλάμβαναν ένα ιδιαίτερο σύστημα θέρμανσης, που θεωρήθηκε από τους ερευνητές αρκαδική ευρεσιτεχνία.<\p> Η πόλη φαίνεται να σχετίζεται και με την ομώνυμη αρχαία πόλη που βρίσκεται στην πεδιάδα της Μεσαράς, κοντά στο Ηράκλειο Κρήτης. Η κρητική Γόρτυνα είναι πολύ πιθανό ότι δημιουργήθηκε από κατοίκους της αρκαδικής.

Η αρχαία Γόρτυνα ιδρύθηκε, σύμφωνα με το μύθο, από τον Γόρτυ, αδελφό του Αγαμήδη, γιο του Στυμφήλου και δισέγγονο του βασιλέα Αρκάδα, του γένους των Λυκαονιδών. Από αυτόν πήρε το όνομά της η πόλη, αλλά και ο Λούσιος ποταμός, ο οποίος σε ένα τμήμα του –από τη Γόρτυνα έως τη συμβολή του στον Αλφειό– ονομάζεται Γορτύνιος. Υπήρξε μία από τις σημαντικότερες πόλεις της Αρκαδίας κατά την αρχαιότητα και, σύμφωνα με τα λιγοστά –ομολογουμένως– ευρήματα, μία από τις παλαιότερες.

Η πόλη εντοπίζεται δίπλα από το Λούσιο ποταμό, σε υψόμετρο περίπου 350 μ., λίγο έξω από το χωριό Ατσίλοχος της Ορεινής Αρκαδίας. Ήταν ένας από τους σταθμούς στη διαδρομή που ακολουθούσαν οι Σπαρτιάτες αθλητές πηγαίνοντας να αγωνιστούν στους Ολυμπιακούς Αγώνες, καθώς από εδώ περνούσε ο αρχαίος δρόμος Ολυμπίας – Μεγαλοπόλεως – Μυκηνών – Ισθμού – Αθηνών.

Η πόλη φρουρούνταν από δύο ακροπόλεις με ισχυρή οχύρωση, σε κοντινή απόσταση η μία με την άλλη, σε υψόμετρο περίπου 480 μ. Περιλάμβανε αρκετά ιερά και δημόσια οικοδομήματα, χώρους ταφής, ιερό του Ασκληπιού καθώς και δύο μεγάλα ιαματικά λουτρά, που ήταν αναπόσπαστο κομμάτι της λατρείας αυτής της θεότητας. Τα λουτρά λειτουργούσαν από τον 2ο αιώνα π.Χ. και περιλάμβαναν ένα ιδιαίτερο σύστημα θέρμανσης, που θεωρήθηκε από τους ερευνητές αρκαδική ευρεσιτεχνία. Υπήρχε μάλιστα και ναός του Ασκληπιού εκεί, με το λατρευτικό άγαλμα του θεού που είχε φιλοτεχνήσει ο ξακουστός γλύπτης από την Πάρο, Σκόπας. Ο ναός αυτός ήταν τόσο φημισμένος, σύμφωνα με τον Παυσανία, που ως κι ο Μέγας Αλέξανδρος τον επισκέφτηκε το 335 π.Χ., ο οποίος προσέφερε θυσία στο θεό και του αφιέρωσε το δόρυ και το θώρακά του.

Η ακριβής ημερομηνία ίδρυσης της αρχαίας Γόρτυνας δεν είναι γνωστή, κυρίως λόγω έλλειψης σχετικών γραπτών μαρτυριών, αλλά και ευρημάτων. Υπάρχουν πάντως ευρήματα που χρονολογούνται από την Υστεροελλαδική (1600-1100 π.Χ.) έως και τη Γεωμετρική Εποχή (11ος-8ο αιώνα π.Χ.), μαρτυρώντας έτσι την αρχαιότητά της. Η σημαντικότερη περίοδος ακμής της τοποθετείται κατά τους Κλασικούς και Ελληνιστικούς χρόνους, συγκεκριμένα στον 4ο π.Χ. αιώνα περίπου, ενώ η παρακμή της φαίνεται να επήλθε μετά την ίδρυση της Μεγάλης Πόλεως, το 368 π.Χ., οπότε η Γόρτυνα αναγκάστηκε, μαζί με άλλες γειτονικές πόλεις, να συνοικιστεί μαζί της, χάνοντας την αυτοτέλειά της. Ως αποτέλεσμα, μεγάλο μέρος του πληθυσμού της μετακινήθηκε στη νέα πόλη. Η πόλη φαίνεται να καταστράφηκε οριστικά περί τον 12ο αιώνα μ.Χ., κατά τους βυζαντινούς χρόνους, από τους Γότθους.

Στα χρόνια της ακμής της, πάντως, η Γόρτυνα ήταν μια ζωντανή πόλη, με έντονη δραστηριότητα στα γεγονότα της ευρύτερης περιοχής καθόλη τη διάρκεια της ιστορίας της.