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Nel territorio sono attestate presenze risalenti alla civiltà nuragica (resti di nuraghi e complesso denominato Su Sonadori). La presenza di colture cerealicole è testimoniata a partire dal periodo punico. Lo sfruttamento agricolo proseguì in epoca romana, e nel territorio si riscontra la presenza di necropoli, dei resti di un ponte in località Ponti Perda e di un piccolo insediamento presso la sorgente termale di s'Acqua Cotta.

Villasor divenne un distinto centro in epoca bizantina. Intorno all'anno 1000 vi si trovava la chiesa oggi scomparsa di Santa Maria di Gippi (non di Santa Sofia, come erroneamente riportato in diversi testi, la quale si trovava a Decimoputzu) di cui si conservano dei frammenti marmorei con iscrizioni in greco nel Museo archeologico nazionale di Cagliari.

Nel periodo giudicale il territorio di Villasor era compreso nel Giudicato di Calari (Cagliari) e faceva capo alla curatoria di Gippi, o di parte Ippis o Jppis.