Augustóbriga, identificada como la anterior ciudad celtibérica de Muro de Ágreda, fue reforzada y potenciada por el emperador Augusto como punto estratégico en los límites entre celtiberos y pelendones. La documentación local sugiere que fue probablemente fundación de Augusto, primitivamente como campamento, lo que se deduce de su nombre compuesto por 'Augusto' y 'Obriga' (terminación de ciudad celtibérica).
La ciudad ocupaba un terreno llano y poseía una muralla de época augústea de aproximadamente 3.000 metros de perímetro. La muralla anterior celtibérica era de mampostería en seco, con muros de 3,50 metros de espesor y sillares de 0,80 a 1,5 metros de largo por 0,50 de alto. El interior contenía rellenos de materiales menudos y cubría aproximadamente 49 hectáreas.
Augustóbriga funcionó además como una gran mansión militar romana, uno de los principales puntos de la red viaria del Imperio, donde se mantenían mutaciones o estaciones de postas dotadas de doble número de caballos y acarreadores necesarios para la conducción de efectos y bagajes. Cada año se renovaba la cuarta parte de los caballos de posta, sin permitirse salir más de cinco al día por término medio, a una velocidad de dos leguas por hora.
La ciudad contaba con necrópolis formadas por sepulturas de inhumación con losas de piedra. Se extendía por la llanura creando reducidos caseríos y villas rústicas. Augusto restauró y potenció la ciudad como punto estratégico para vigilar los territorios de las faldas del Moncayo y las márgenes del Duero.
La calzada romana de Asturica a Caesaraugusta pasaba próxima a Augustóbriga, tocando sus murallas. En el año 95 d.C. apareció junto a la vía romana la piedra miliaria de Tiberio, correspondiente al año 33 d.C., que marcaba la distancia de 22 millas de Augustóbriga a Turiaso (Tarazona), actualmente conservada en los Jardines del Museo Numantino de Soria. Con la fundación de Augustóbriga y la construcción de la vía romana, Roma sentó el más sólido cimiento de la romanización de la comarca.
Aquella vía, construida por Tiberio en el año 33 d.C. entre Turiaso y Augustóbriga, fue posteriormente ampliada por el emperador Trajano desde Augustóbriga hasta Calderuela, pasando por Pozalmuro y Aldealpozo. De este tramo se han hallado piedras miliarias en Pozalmuro, Aldealpozo, Calderuela y Tudela, todas ellas con referencias a Augustóbriga.
La importancia de Augustóbriga en la red de comunicaciones y comercio romano queda acreditada por el hallazgo de monedas y fragmentos cerámicos. La mansión militar habría sido destruida entre finales del siglo III y comienzos del IV d.C., en un periodo de grave descomposición política, económica y social del Imperio Romano, cuando los ataques desde fuera de la Romania ejercieron una presión insoportable sobre un Imperio que, según se ha señalado, ya no conservaba de romano más que el nombre.