L’ancienne ville de Tharros se situe à l’extrémité sud de la Péninsule du Sinis. Fondée au VIIe siècle av. J.-C., probablement à l’initiative de Carthage, dans une région déjà fréquentée à l’époque nuragique et à l’époque punique, elle devint l’une des villes les plus importantes de la Méditerranée. Elle passa ensuite sous la domination romaine jusqu’à la période byzantine, lorsque la ville fut abandonnée.

L’arrivée des Carthaginois et la fondation de la ville coïncident avec un moment d’extraordinaire activité coloniale dans tout le bassin occidental de la Méditerranée. Nous ne connaissons cependant pas l’emplacement exact du premier noyau, qui n’était certainement pas de caractère monumental, mais nous avons quelques témoignages sur la division en quartiers. Là où se dressait auparavant le village nuragique, fut implanté le tophet, un sanctuaire punique à ciel ouvert où les restes incinérés d’enfants étaient déposés dans des urnes en terre cuite, parfois accompagnées de stèles en grès. Dès cette période, deux nécropoles sont utilisées simultanément, situées à quelques kilomètres l’une de l’autre et caractérisées par des centaines de tombes à fosse et à chambre : la plus connue se trouve sur Capo San Marco, l’autre, jamais fouillée de manière systématique, se trouve aujourd’hui à l’intérieur du village de San Giovanni di Sinis. C’est précisément de ces sépultures que provient la majorité des artefacts (céramiques, terres cuites, bijoux, amulettes, scarabées) conservés dans les principaux musées nationaux et étrangers.

Au cours des siècles suivants, la ville est monumentalement transformée avec la construction d’imposantes fortifications, qui protégeaient la ville contre d’éventuelles attaques terrestres et maritimes, et qui englobaient le sanctuaire tophet en son sein. À l’époque punique appartiennent également certains des lieux de culte les plus importants de Tharros, parmi lesquels le « temple aux demi-colonnes doriques ».

À partir de la conquête romaine de la Sardaigne en 238 av. J.-C., commence un processus de profond changement urbanistique qui se conclut à l’époque romano-impériale. Les fortifications sont aménagées, les routes sont dotées d’un pavage en basalte et un système d’égouts très élaboré est réalisé pour l’évacuation des eaux. De nombreux édifices publics monumentaux sont construits : trois complexes thermaux, l’aqueduc, dont les vestiges sont en partie visibles le long de la route moderne menant aux fouilles, et auquel est connecté le castellum aquae, un grand bâtiment situé au centre de la ville, interprété comme un réservoir. Les sépultures de l’époque romaine apparaissent le long de toute la bande côtière entre Capo San Marco et le village de San Giovanni, et dans la zone comprise entre l’église de San Giovanni et la côte.

On peut voir les témoignages chrétiens de la période byzantine, avec la transformation de l’une des thermes en édifice cultuel chrétien.

Le démantèlement continu des structures antiques, perpétré pendant des siècles, a considérablement compromis la reconstruction des dernières phases de l’histoire de la ville. Nous savons qu’il y a eu une lente décadence, due aussi aux incursions des Sarrasins, et un dépeuplement progressif, bien que le siège épiscopal soit resté jusqu’en 1071, date à laquelle il fut transféré à Oristano, qui était devenue la capitale du Judicat d’Arborée, décrétant ainsi la fin du centre antique.