Prema arheološkim tragovima u vrijeme nastajanja rimske države područje Dugog otoka bio je liburnski teritorij. S obzirom na povijesne izvore u kojima se Liburni spominju kao rimski saveznici ovo područje ulazi mirnim putem u sastav rimske države. Međutim usprkos liburnsko-rimskom savezništvu posljednja dva stoljeća pr.Kr.bila su izrazito nesigurna vremena na Jadranu, što se ogleda u brojnim tragovima brodoloma na području zadarskog i šibenskog arhipelaga. Da su Liburni bili vješti na moru svjedoči i podatak koji donosi Apijan, da su Rimljani 35.pr.Kr. Liburnima oduzeli brodovlje čime su ih kaznili za gusarenje. Konsolidacijom Rimskog Carstva u 1 st.po.Kr. mijenja se gospodarsko-politička situacija te raste zanimanje rimskih posjednika za prirodnim resursima na zadarskim otocima. Upravo u to vrijeme nastaje niz gospodarskih imanja (villae rusticae) na Dugom otoku kao privatni posjedi gradskih veleposjednika rimske kolonije (Iader – Zadar), uglavnom gospodarske ali i ladanjske funkcije, na kojima se gospodarstvo oslanja na uzgoj maslina i vinove loze, te korištenje morskih resursa (ribolov, prerada ribe, proizvodnja soli). Ostatci upravo ovakve jedne vile podignute u vrijeme cara Trajana nalaze se u uskom morskom tjesnacu Mala Proversa podno brežuljka Mrkotin u Telašćici. Ovaj antički gospodarski kompleks izgrađen je namjerno na ovoj lokaciji jer u rimsko doba ovaj morski tjesnac još nije bio plovan. Pretpostavlja se da su Rimljani u ono doba, kad su Dugi otok, Katina i Kornat bili jedan otok, kroz ovu prevlaku iskopali kanal kroz koji je nastalo jače strujanje mora u oba pravca što je privlačilo ribu. Kompleks zgrada je bio dug preko 90 m, a da je podignut u najboljem razdoblju rimske arhitekture (1 st.po.Krista) potvrđuje pronalazak novca s likom rimskog cara Trajana. S obzirom da se morska razina podigla za 1 m do danas, prošlog stoljeća ovaj kanal je miniran da bi se stvorio morski tjesnac za prolaz brodova. Na taj način velikim dijelom su ostatci arhitekture nestali, što morskim djelovanjem što razbijanjem eksplozivom. Usprkos tome i danas su vidljivi ostatci arhitekture, prije svega piscine za prikupljanje kišnice te vivarij za držanje žive ribe. Na Geroncijevoj topografskoj karti iz 1783g. ovaj kompleks prikazan je kao ˝una fabbrica diroccata˝. Arheološka istraživanja vršena su 50 tih godina prošlog stoljeća te se nalazi čuvaju u Arheološkom muzeju u Zadru. Godine 2015 vila je konzervirana te je u postupku stavljanja pod trajnu zaštitu Ministarstva kulture Republike Hrvatske.

Korištenje prostora otoka u doba antike ogleda se i u vidljim tragovima rimskih kamenoloma na otoku (Kobiljak, Lavdara, Savar), zatim lučkih instalacija (Čušćica, Veli rat, Kornati, ) i solana u podmorju (Jaz, Brbinj,Soline), brodoloma (Rt Lopata) te fragmenata keramike i amfora u poljima i podmorju Telašćice. Najbrojniji tip pronađenih amfora na prostoru parka je Lamboglia II koja pripada široko rasprostranjenom tipu sjevernoitalskih vinarija koje se datiraju u 1 st.pr.Kr. Služile su prvenstveno za prijevoz vina, a zaprema im je bila nešto manja od 30 l.

Naročito zanimljivi iz ovog doba su slučajni nalazi na pojedinim lokacijama kao što je zavjetna ara pronađena u jednom od suhozida blizu crkve sv.Ivana u Stivanjem polju. Natpis kazuje (.] T(itius?) Arthin(us)(?) / (centurio?) (cohortis?) (miliariae?) v(oto) s(uscepto) / Her(culo?) v(otum) s(olvit)., iako teško oštećen da se razumjeti da dedikant Arthinus postavlja ovaj žrtvenik u znak zahvalnosti jer mu je bila ispunjena neka želja. Jedna od mogućih interpretacija s obzirom na čitljivost je da se radi o nekom vojniku centurionu s posvetom Herkulu (koji je rano izjednačen s bogom Marsom te ga štuju vojnici), a druga interpretacija (manje vjerojatna ) je da se radi o posveti Hermesu zaštitniku trgovaca. Datira se u kasni Principat, kraj 2./početak 3 st.po.Krista.

Na području Žmanskih jezera pronađen je ulomak zavjetne are s posvetom božici Dijani : (D(iane) A(ugustae) s(acrum) / [E]uemer(us) servus Aug(usti) / vot(um) l(ibens) s(olvit) m(erito). S obzirom na posvetu carskog roba u znak zahvale odrješenja, sumnja se na postojanje carskog imanja na prostoru Žmanskih jezera. Spomenik se datira u rani Principat.

Cipus pronađen u okolici Luke, datiran u kraj 1 st. ili poč.2 st.po.Krista, danas se čuva u Arheološkom muzeju u Zadru. Ovaj cipus postavlja Publije Titien Nepos svoj supruzi Helviji Saturnini. Ova obitelj je vjerojatno pripadala koloniji Jader (Zadar) a većinu svog života proveli su na svom imanju u blizini današnjeg naselja Luka.

Iako na izdisaju Rimskog zapadnog Carstva, otok svojim nalazima i dalje svjedoči o prisutnosti čovjeka. S obzirom na svoju stratešku poziciju, na pomorskoj ruti Istok – Zapad (Venecija – Bizant), Telašćica kao jedna od najsigurnijih luka na Jadranu bilježi arheološke ostatke. Jedan od njih su danas gotovo nevidljivi ostatci arhitekture na Koženjaku, a s obzirom na prikupljene fragmente bizantske keramike pretpostavlja se da je tu bila Justinijanova izvidnica (castrum). Vojne izvidnice u doba Justinijana I radi utvrđivanja limesa nisu rijetka pojava, pogotovo na vanjskim otocima istočnog Jadrana. O tome svjedoči i utvrda Tureta u neposrednoj blizini na susjednom otoku Kornat. Nazivi vrhova na otoku poput Straža ili Stražica također upućuju na strateško mjesto. U vrijeme zalaska rimskog zapada, širenjem kršćanstva počinje novo razdoblje na prostoru parka kad razni antički objekti doživljavaju adaptacije i preinake u crkve, za potrebe manjih zajednica koje su korištenjem prirodnih resursa i dalje obitavali na ovom području.