Quando o Mar Mediterrâneo foi uma seca, quente e oco perto do fim do Messiniano Salinidade Crise no final do Mioceno, Faiyum foi um seco, oco, e o Nilo fluiu passado-o no fundo de um cânion (que foi de 8.000 pés (2.400 m) de profundidade ou mais, onde o Cairo é de hoje). Depois que o Mediterrâneo refletiu no final do Mioceno, o canyon do Nilo tornou-se um braço do mar alcançando o interior mais longe do que Assuão. Ao longo do tempo geológico, o braço do mar gradualmente encheu-se de lodo e tornou-se o Vale do Nilo.
eventualmente o leito do Vale do Nilo assentou alto o suficiente para deixar o Nilo fluir periodicamente para o Vale do Faiyum e fazer um lago nele. O lago é registrado pela primeira vez a partir de 3000 a. C., por volta da época de Menes (Narmer). No entanto, na maior parte dos casos, só seriam enchidas de águas inundáveis elevadas. O lago era limitado por assentamentos neolíticos, e a cidade de Crocodilópolis cresceu no sul, onde o terreno mais alto criou um cume.
em 2300 A. C., a via navegável do Nilo até o lago natural foi ampliada e aprofundada para fazer um canal que agora é conhecido como Bahr Yussef. Este canal alimentou o lago. Isto foi feito para servir três propósitos: controlar a inundação do Nilo, regular o nível da água do Nilo durante as estações secas, e servir a área circundante com irrigação. Há evidências de antigos faraós egípcios da décima segunda dinastia usando o lago natural de Faiyum como reservatório para armazenar excedentes de água para uso durante os períodos secos. As imensas obras de água realizadas pelos antigos faraós egípcios da décima segunda dinastia para transformar o lago em um enorme reservatório de água deu a impressão de que o próprio lago era uma escavação artificial, como relatado por geógrafos e viajantes clássicos. O lago foi finalmente abandonado devido ao ramo mais próximo do Nilo que diminui de tamanho a partir de 230 A. C.
Faiyum era conhecido pelos antigos Egípcios como o vigésimo-primeiro nome do alto Egito, Atef-Pehu (“Norte Sycamore”). Na antiguidade egípcia, sua capital era Sh-d-y-t (geralmente escrito “Shedyt”), chamada pelos Crocodilópolis gregos, e refundada por Ptolomeu II como Arsinoe.
esta região tem a evidência mais antiga para a agricultura no Egito, e foi um centro de pirâmide real e construção de túmulos na décima segunda dinastia do Reino Médio, e novamente durante o governo da dinastia ptolomaica. Faiyum tornou-se uma das cestas do mundo romano.
durante os primeiros três séculos, o povo de Faiyum e em outros lugares do Egito romano não só embalsamou seus mortos, mas também colocou um retrato do falecido sobre a face dos envelopes da múmia, Sudário ou caso. Os egípcios continuaram a sua prática de enterrar os seus mortos, apesar da preferência Romana pela cremação. Preservados pelo ambiente seco do deserto, estes retratos de Faiyum constituem o corpo mais rico de retratos que sobreviveram da antiguidade. Eles nos fornecem uma janela para uma notável sociedade de povos de origens mistas-egípcios, gregos, romanos, sírios, líbios e outros—que floresceu há 2.000 anos no Faiyum. Os retratos de Faiyum foram pintados em madeira numa técnica de cera pigmentada chamada encáustica.
no final do primeiro milênio d. C., A área arável diminuiu, e os assentamentos ao redor da bacia foram abandonados. Estes sítios incluem alguns dos mais bem preservados do Império romano tardio, notavelmente Karanis, e dos períodos bizantino e árabe inicial, embora o recente desenvolvimento tenha reduzido grandemente as características arqueológicas.
“Colonial tipo de” aldeia (nomes de aldeias chamado depois de cidades em outros lugares no Egito e lugares fora do Egipto) mostram que a quantidade de terra foi trazida para o cultivo no Faiyum no período grego e Romano.
de acordo com a décima primeira edição da Encyclopædia Britannica, em 1910 mais de 1.000 km2 (400 mile2) do Oásis Faiyum foi cultivada, sendo as principais culturas cereais e algodão. A conclusão da Barragem de Aswan low assegurou um abastecimento mais completo de água, o que permitiu 20.000 acres (80 km2) de terra, anteriormente não-controlada e não-tributada, a ser colocado em cultivo nos três anos 1903-1905. Três culturas foram obtidas em vinte meses. A província era conhecida por seus figos e uvas de qualidade excepcional. As azeitonas também foram cultivadas. As rosas eram muito numerosas, e a maior parte do attar de rosas do Egito foi fabricado na província. Faiyum também possuía uma excelente raça de ovelhas.