Начало его сложения относится к 6 в. до н. э. В дальнейшем — сатрапия в составе древнеперсидской державы Ахеменидов. В 330-х гг. до н. э. Армения вошла в состав империи Александра Македонского вместе со всей покорившейся ему Персидской империей. В конце 4-3 вв. до н. э. — самостоятельное Айраратское царство под властью династии Ервандуни (Оронтидов); в конце 3 в. входит в состав эллинистической державы Селевкидов. После поражения Антиоха III Великого в битве с римлянами при Магнесии (190 до н. э.), начинается распад державы Селевкидов. В 189 г. до н. э. селевкидский стратег (наместник) Арташес I (греч. Artaxias, Артаксий) провозглашает себя царем независимого государства Великая Армения; основанная им династия Арташесидов правила до начала 1 в. н. э. Арташес расширил армянские владения, провел реформу, укрепившую право частной собственности на землю, основал новую столицу — Арташат (греч. Артаксата). Арташес называет новое государство Великой Арменией в противоположность появившейся тогда же Малой Армении (располагалась на побережье Черного моря, к западу от реки Евфрат), где правителем стал другой наместник, родственник Антиоха III Митридат. Расцвет Великой Армении приходится на период правления Тиграна II (95-56 гг. до н. э.), основавшего новую столицу — Тигранакерт. При нем границы Армении значительно расширились, в ее состав вошли Софена, Мидия, Атропатена, Сирия, Финикия, Киликия и ряд других государств и областей. В этот период Армения становится самым обширным эллинистического Востока, владевшим богатыми городами, центрами эллинистической культуры и важнейшими торговыми путями из Средиземноморья на Восток. Тем не менее, в противостоянии с расширяющимся Римом Армения вскоре потеряла почти все свои завоевания, и в начале 1 в. н. э. династия Арташесидов пала; последующие армянские цари целиком зависели либо от Парфии, либо от Рима.
До середины 1 в. в Армении царствовали прямые ставленники то Рима, то Парфии. Тиридат I (с 62, официально - с 66 по 80), представитель парфянского царского рода, основал династию Аршакидов армянских, носивших титул «царей Великой Армении». В 114 Армения была вновь оккупирована Римом и объявлена римской провинцией, но позже царская власть была восстановлена. В результате связей с Парфией усилилось иранское влияние на социально-политической строй, язык, религию и культуру Великой Армении. Чтобы обезопасить себя от посягательств Персии, армянские цари идут на сближение с Римом. В 301 Тиридат III вводит в Армении христианство как официальную религию. К концу 4 в. до н. э. Армения приходит в упадок; влияние царской власти значительно снижается; между крупными феодалами происходят различные столкновения. В 387 Великая Армения была разделена между персидской державой Сасанидов и Восточной Римской империей (Византией), усилившейся в 4 в. В сасанидской части Армении до 428 продолжали править Аршакиды. В дальнейшем термин «Великая Армения» употреблялся (например, в «Географии» армянского ученого 7 в. Анания Ширакского) для обозначения территории первоначального расселения армян.