Sur les franges méridionales du terriroire gaulois biturige s'est établi l'oppidum d'Argentomagus. Le site occupait un plateau de 30 ha environ, naturellement protégé par des escarpements, à l'exception de son flanc nord qui fut barré vers 100-80 av. J.-C. par un rempart doublé d'un fossé extérieur dont il reste une portion de son talus.

Ce rempart (murus gallicus), caractéristique de l'architecture défensive gauloise, est une levée de terre armée de poutres fixées par de longues fiches en fer, dont le parement extérieur est constitué de gros blocs de pierre. Le toponyme "Mersans" provient de muris-cinctus (ceint de murs). Au nord-ouest de l'oppidum, les vestiges de l'unique entrée à "ailes rentrantes" sont encore visibles dans la topographie.

Les témoignages d'époque gauloise sont matériellement peu nombreux, le plateau ayant été profondément remanié à l'époque romaine : fosses, silos, trous de poteaux et mobilier caractéristique de La Tène finale, notamment des amphores à vin d'Etrurie et d'Italie du sud qui attestent que le site intégrait les réseaux commerciaux méditerranéens. Après la conquête, durant le Ier siècle de notre ère, l'urbanisation du plateau adopte un quadrillage de rues orientées nord-sud/est-ouest délimitant des parcelles.

Au IIe siècle, le centre urbain est remanié : le réseau de rues s'oriente plus à l'est selon les lignes de force du plateau. Deux longues rues croisent cinq rues perpendiculaires et déterminent quatorze îlots de formes irrégulières. Une vaste place publique (îlot M) en forme le coeur.