Οι παλαιότεροι κάτοικοι του νησιού ήταν οι Πελασγοί, οι οποίοι έφθασαν από τη Θεσσαλία , οι Κάρες και οι Λέλεγες.   Αργότερα εγκαταστάθηκαν οι Άβαντες και τέλος οι Ίωνες. Αυτοί οι λαοί έζησαν για χιλιετίες στη Χίο και από την ανάμειξή τους με τους Έλληνες, οι οποίοι τους υπέταξαν και τους αφομοίωσαν , προήλθε ο πληθυσμός της Χίου. 
Για τους Πελασγούς μας πληροφορεί ο Στράβων , αναφέροντας χαρακτηριστικά : «Χίοι οικιστές εαυτών Πελασγούς γασι τους εκ της Θετταλίας». Όμοιες πληροφορίες μας δίνουν και οι  Ευστάθιος, Μενεκράτης ο Ελαΐτης. Όσον αφορά την προέλευση των Πελασγών και τις σχέσεις τους με άλλους λαούς έχουν διατυπωθεί διάφορες θεωρίες από αρχαίους συγγραφείς , που είναι όμως αντιφατικές. Βέβαιο πάντως είναι ότι οι Πελασγοί προηγήθηκαν των Ελλήνων και μάλλον ήταν ινδοευρωπαίοι.
Για την παρουσία των Αβάντων μας πληροφορεί ο Ηρόδοτος, ο οποίος αναφέρει ότι ξεκίνησαν από την Εύβοια και αποίκισαν τη Χίο. Κατά τον Αριστοτέλη, το όνομά τους προέρχεται από την πόλη Άβα της Φωκίδας, από την οποία Θράκες άποικοι μετοίκησαν στην Εύβοια.
Αναφορά στους Κάρες γίνεται από το Στράβωνα ο οποίος αναφέρει ότι οι Κάρες κατείχαν την  περιοχή από τη Μίλητο έως την παραλία της Εφέσου. Επίσης αναφέρει ότι στα νησιά Χίο και Σάμο κατοικούσαν και οι Λέλεγες, όπως και οι Κάρες, και αργότερα εκδιώχθηκαν από τους Ίωνες.
Κατά την ελληνική παράδοση, οι Κάρες ονομάζονταν προηγουμένως Λέλεγες και κατοικούσαν στα νησιά του Αιγαίου σαν υπήκοοι του Μίνωα.
Οι πληροφορίες δυστυχώς είναι συγκεχυμένες και γι αυτό δεν μπορούμε να καθορίσουμε την προέλευση των λαών, όπως και το χρόνο εγκατάστασης και παραμονής τους στο νησί.