Antiikajal elasid praegusel Aserbaidžaani territooriumil kaukaasia albaanlased, kes kõnelesid uurijate arvates lesgiini keeli. Lingvistiliste andmete kohaselt ongi nende tänasteks järglasteks lesgiinid, šahdagi rahvad ja udiinid.

Mitte hiljem kui 4.sajandil eKr tekkis albaani hõimude liit, mis 2. sajandi eKr lõpus omandas riikliku moodustise tunnuseid.

Kaasaegse Aserbaidžaani territooriumil loodi algul Širvanšahhide, hiljem Šeddadiidide riik.
8. sajandil islamiseeriti suur osa Kaukaasia Albaania elanikkonnast Kalifaadi poolt. Türkide tungimine Taga-Kaukaasia idaossa viis kohaliku elanikkonna tähelepanuväärse osa türkiseerimiseni ning 11. ja 13. sajandi vahel algas türgikeelse aani rahvuse moodustamine. Aserbaidžaanlaste kui rahvuse kujunemises osalesid suuresti iraani rahvad, aga ka kaukaasia albaanlased ja teised kaukaasiakeelsed rahvad. Aserbaidžaanlaste kui rahvuse moodustumine jõudis lõpule 15. sajandi lõpuks.

1136. aastal tekkis koos Seldžuki impeeriumi kokku varisemisega kõptšakkide Ildegiziidide riiklik moodustis, kes kandsid Aserbaidžaani atabekkide tiitlit. Atabekid ühendasid oma võimu alla Iraani Aserbaidžaani ja praeguse Aserbaidžaani Vabariigi põhilised osad. See riik langes Horezmšahhi Džalaleddini kätte 1225. aastal. 13. sajandi alguses vallutasid selle regiooni mongolid. 13. sajandi keskpaigaks asutati mongoli hulaguiidide impeerium, mille põhiliseks baasiks oli Iraani Aserbaidžaan, pealinnaks aga Tebriz.

Širvani ajalooline piirkond ja riik, kuhu kuulub ka Bakuu linn, säilitas 15. sajandil vältel oma suhtelise iseseisvuse. 15. sajandi lõpul ja 16. sajandi algul algas uus periood Aserbaidžaani ajaloos.

Šahh Ismail I Sefevi suutis ühendada oma valitsuse alla kogu Taga-Kaukaasia ja Aserbaidžaani. Ismaili liitlasteks võitluses türkide vastu osalesid ka Inglismaa ja Portugal.

Lüüasaamine Tšaldõranis 1514. aastal osutus impeeriumile siiski rängaks hoobiks. Et teda teda veelgi enam alandada võttis Sultan Selim I haavatud sefeviidide impeeriumi pärast lahingut vangi. Neid lahinguid peeti šiiismi ja sunnismi vastase deviisi all. 16. sajandi lõpuks nõrgenes impeerium pidevate sõdade tagajärjel.

Safaviidide troonipärija ja šahh Ismaili lapselapselaps šahh Abbas otsustas maa vallutajatest vabastada. Lühikese ajaga moodustas ta regulaararmee, purustas türgid ja taastas 17. sajandi alguseks pea täielikult kunagise Safaviidide impeeriumi. Safaviidide taastamine omandas pärsia kuju: aserbaidžaani keel polnud enam riigikeel vaatamata sellele, et palees olid paljud juhtpositsioonid endiselt aserbaidžaani türkide käes. 18. sajandi alguseks nõrgenes Sefeviidide impeerium taas ning kogu Aserbaidžaan koos Iraaniga vallutati taas türkide poolt.

19. sajandi alguseks ühendati Iraan taas türgi hõimu kadžaaride juhi Agaa-Mohhamad-khaani poolt. 1796. aastal tungisid Taga-Kaukaasia idaossa vene väed, vallutades Bakuu ja Talõši lühikeseks ajaks. Bakuu vallutati taas 1806. aastal uue vene-pärsia sõja käigus.