В предколониалния период площта на днешен Ню Йорк е била населявана от различни групи на местното население алгонкини, включително лийнъпи и тяхната родина, известна като Lenapehoking, чиято територия обхващала бъдещите Статън Айлънд, западната част на Лонг Айлънд (земята, която по-късно ще се превърне в Бруклин и Куинс), Манхатън и долната долина на Хъдсън, включително и Бронкс.
През 1524 г. Джовани да Верацано, флорентински изследовател в служба на френската корона, става първият европеец, достигнал мястото на днешния град Ню Йорк, като акостира своя кораб La Dauphine на нюйоркското пристанище. Той обявява територията за владение на Франция и я нарича Нувел Ангулем, по името на френския град Ангулем.
В испанска експедиция, водена от капитан Естеван Гомес, португалци, плаващи под короната на император Карл V, пристигнат в пристанището на Ню Йорк януари 1525 г. Техният плавателен съд каравела „La Anunciada“, която е специално построената за морски проучвания, картографира устието на река Хъдсън, нарича от португалците Рио де Сан Антонио. Тежък лед ги спира от по-нататъшно проучване и те се завръщат в Испания през август. Първата научна карта на света, показваща целия източен бряг на Северна Америка, известна като Падрон Реал от 1527 г., е била изготвена от експедиция на Гомес, а североизтокът е именуван Тиера де Естебан Гомес в чест на капитана.
През 1609 г. английският изследовател Хенри Хъдсън преоткрива региона с кораба си Половин луна (на нидерландски: Halve Maen), когато плава в търсене на северозападен морски път до Ориента за своя работодател нидерландската източноиндийска компания. Хъдсън продължава да плава нагоре по това, което той самият нарича Северна река, позната също и като Mauritis River, а днес известна с името си Хъдсън, до мястото на днешната столица Олбани на щата Ню Йорк, с убеждението, че реката може да представлява океански пролив. Когато реката се стеснява и става невъзможна за плаване, той осъзнава, че водите не водят към по-голям басейн и връща кораба обратно надолу по реката. Хъдсън прави десетдневно проучване на района и предявява правото на своя работодател върху него. През 1614 г. зоната между Кейп Код и залива на Делауеър е обявена за територия на Нидерландия и наречена Nieuw-Nederland (Нова Нидерландия).
Първият не-кореняк американец, обитавал мястото, което в крайна сметка ще се превърне в Ню Йорк, бил доминиканският търговец Хуан Родригес (транслитериран на нидерландски като Jan Rodrigues). Роден в Санто Доминго с португалски и африкански произход, той пристига в Манхатън през зимата на 1613 – 1614 г. като представител на нидерландците, ловуващ за животински кожи, които разменя с местното население. Булевард Бродуей в участъка от 159-а до 218-а улица е кръстен Juan Rodriguez Way в негова чест.