Vieu fut peut être une station gauloise sous la domination romaine,c'était un vicus (« village ») important,ses habitants étaient appelés vicani Venetonimagenses dans deux inscriptions.Ce vicus possédait un temple,un mithroeum,un aqueduc,des bains,et des monuments privés.Il paraît avoir été détruit de fond en comble vers la fin du IVeme siècle.
L'occupation de Vieu est fort ancienne comme peut en témoigner la découverte à Chassin d'une hache en pierre polie, postérieure de quelque mille ans, à l'emploi exclusif du silex et de l'os.
Vieu aurait porté le nom de Venetonimagus ou Venetonimago (village du grand Vénéton) à l'époque gauloise. Il est fort probable que les Séquanes (peuple Gaulois) avaient fondé ici une ville ou bourgade. Le village devient Venetonimagus, à l'époque romaine et devient la capitale du Valromey. Ses habitants sont appelés vicani Venetonimagenses.
L'église actuelle occupe une partie de l'emplacement d'un temple dédié, croit-on, au Soleil (un Mithraeum). La façade du temple mesurait 17 mètres. Un peu au nord du temple s'élevait une statue colossale en marbre de Paros. Quelques débris de cette statue ont pu être récupérés.
Des vestiges de bains publics alimentés ont pu être découverts.
De nombreux vestiges romains ont été découverts aux alentours comme un piédestal qui portait l'inscription : « A. G. Rufus Eulactus, grand-prêtre du dieu invaincu Mithra, par C. R Virilis, son fils », Ruffus étant certainement à l'origine du village de Ruffieu. Ce grand-prêtre de Mithra, qui était médecin, fut inhumé à Vieu par les soins de Coesiccia Januaria, sa veuve.
Le Mithraeum, ou sanctuaire des adeptes du culte de Mithra, était situé à peu de distance et au levant du temple. Près de l'entrée du Mithraeum existait un boyau ou réduit souterrain voûté, en tuf.
La source de l'Adoue à Chongnes fut certainement l'objet d'un culte à l'époque gallo-romaine, ainsi qu'en témoignent les traces d'incrustations que l'on remarque encore dans le rocher d'où elle s'échappe. La chapelle de l'Adoue érigée en 1670 (longtemps utilisée en tant que grange), est bâtie sur les ruines d'une villa gallo-romaine.
Le mot vicus apparaît sur trois inscriptions découvertes à Vieu-en-Valromey, mais également à Champagne-en-Valromey.
Des tronçons de voies romaines secondaires existent encore sur divers points entre Vieu et Ossy.
