Die Römer errichten auf einer kleinen Anhöhe nahe Gaimersheim ein Kastell, zu dem wohl auch eine Kolonie gehört. Über die Vermutung, dass Abschnitte der alten Ortsbefestigung Teile des frührömischen Holz-Erde-Kastells darstellen, gibt es noch keine neuen Aufschlüsse und Untersuchungen. In Nassenfels wird ebenfalls ein frühes Erdkastell aus dem 1. Jahrhundert vermutet, das anhand des verfüllten Spitzengrabens nachgewiesen werden konnte. Die Funde aus dieser Zeit sind schon ergiebiger und bestehen unter anderem aus römischen Dachziegeln, Geschirrscherben, Teilen eines Bades, einer Statue und einem Grabstein. Das Kastell wird jedoch schon bald wieder verlassen, vermutlich um weiter vorgeschobene Stellungen in der neuen Kastellreihe Kösching-Pfünz-Weißenburg zu beziehen.
Die römische Besiedlung findet in den Alamannenstürmen ihr Ende. Es finden sich germanische Funde aus dieser Zeit, und es ist anzunehmen, dass aus diesen ersten Siedlungskeimen der spätere Ort Gaimersheim hervorgegangen ist.
Seit dieser Zeit ist eine kontinuierliche Besiedlung des Gaimersheimer Gebiets durch Reihengräber erwiesen.
Aus ersten Siedlungsspuren geht ein fränkisches Herrengut um das Gebiet des späteren Gaimersheim hervor.
Um die Reste eines zerfallenen Kastells bei Gaimersheim siedeln während der Landnahme durch germanische Völkerstämme die eingewanderten Bajuwaren, die hier fruchtbaren Boden und das lebensnotwendige Wasser vorfinden. In dieser Zeit entsteht wahrscheinlich eine bajuwarische Siedlung.
Wie der Name "Gaimersheim" entstanden ist, lässt sich nicht mehr feststellen. Das Herleiten von einem germanischen Eigennamen Gaumar, "der im Gau Berühmte", ist den ganzen Umständen nach wahrscheinlicher als die Ableitung von "Gau-Maior", "Gaumeier", da im Mittelalter eher Eigennamen von Herrschaftsträgern als deren Funktionsbezeichnungen zur Ortsnamensbildung herangezogen wurden; auch ist eine Amtsbezeichnung "Gaumeier", etwa in Analogie zu "Hausmeier" ungewöhnlich. Nach einer anderen, weniger verbreiteten Ansicht soll Gaimersheim seinen Namen vom Heim der Gaimar, einer Tochter Kaiser Karls des Großen, herleiten.
Die Grundherren in der Gemarkung Gaimersheim sind die Grafen von Ebersberg.
Es wird eine Kirche in Gaimersheim errichtet.
Die Schreibung des Namens "Gaimershaim"/"Geimersheim" ist bereits völlig verfestigt.
Gaimersheim wird erstmals in den Quellen genannt. Graf Eberhard II. von Ebersberg errichtet das Kloster Geisenfeld. Als Fundationsgut hierzu stiftet er unter anderem seinen ganzen Besitz zu Gaimersheim. Zu dieser Zeit besteht die Pfarrei Gaimersheim bereits; der ebersbergische Lehenhofsverband ist mit dem Pfarrsprengel identisch. Erste Äbtissin und neue Herrin von Gaimersheim wird Gerbirgis, die Nichte des Gründers. Sie erhält auch das Besetzungs- bzw. Vorschlagsrecht auf die Pfarrei.