Nel territorio della Riserva il paesaggio si presenta estremamente eterogeneo, con una elevata antropizzazione di tipo urbano, infrastrutturale, agricolo. Gli ambienti naturali originari come le aree forestali a querceto risultano estremamente frammentati, con estensioni mediamente di poche decine di ettari. Tali aree risultano, oltre che isolate fra loro, circondate da una matrice di origine antropica che comprende terreni agricoli, strade bianche e asfaltate, tessuto urbano discontinuo. Inoltre, le aree sono esse stesse frammentate internamente da infrastrutture lineari tecnologiche (elettrodotti) che ne spezzano la continuità.
La Riserva prende il nome dalla città latino-sabina di Nomentum (IV secolo a.C.) della quale rimangono resti della cinta muraria in località Montedoro al km. 21,500 della via Nomentana. L'antico tracciato e parti del basolato della via romana sono ancora visibili.
L'odierno abitato di Mentana risale all'VIII secolo quando, in seguito all'invasione longobarda (712-744) dell'antica Nomentum, gli abitanti cominciarono a trasferirvisi in un processo poi continuato e diluito nel tempo fino all'abbandono definitivo dell'antico centro, avvenuto tra la fine del X e l'inizio dell'XI secolo. La città fu sede di diocesi dal V secolo fino al 984, anno in cui costituì insieme alla diocesi foronovense l'unica e importante diocesi di Sabina. Con il pontificato di Gregorio VII (1073-1085) divenne possesso dei Monaci di San Paolo, passò poi ai Capocci (intorno al XIII secolo), agli Orsini (XV secolo), ai Peretti (fine XVI secolo) e infine ai Borghese. Nel 1867, nella piana a sud-est di Mentana, nei pressi di Conventino, avvenne lo storico scontro fra le truppe francesi e pontificie e i garibaldini che rimasero sconfitti.
Tracce di insediamenti umani si trovano a partire dal Bronzo antico (2300 a.C.).
Restano visibili le mura in blocchi squadrati di tufo, risalenti al IV sec. a. C., che cingevano la cittadella dell'antico centro latino-sabino di Nomentum in località Montedoro, oltre ad alcuni tratti del basolato di epoca romana della via Nomentana, che attraversava l'abitato in corrispondenza di un foro lastricato. Numerosi nel territorio i resti di ville rustiche e soprattutto di lusso dell'età romana imperiale, spesso dotate di terme, con intonaco dipinto, lastre di marmo, tessere di mosaico, tubi per il riscaldamento e condutture idriche. Una piccola parte dei materiali provenienti dagli scavi condotti nell'area è tuttora conservata nel Museo Nazionale Romano.
Altri elementi di interesse storico- archeologico presenti nell'area sono:
- la Casa di Federico Zeri, nella zona di Casali, circondata da terrazze e giardini con vista sul Monte Gennaro e sul Terminillo, costruita dall'architetto Andrea Busiri Vici negli anni '60 del XX secolo; si segnala soprattutto per l'enorme collezione di opere d'arte e di fotografie raccolte da Federico Zeri, scomparso nel 1998, e da lui donate all'Università di Bologna, che ha costituito un'apposita Fondazione per la loro conservazione.
- il Romitorio, in cui si trova la villa Dominedò, costruita intorno alla metà del Novecento sul luogo dove si trovava in origine la Chiesa del Buonconsiglio o di Santa Maria in Via, affidata ad un Eremita (da cui il nome Romitorio del luogo) all'epoca della sua ricostruzione intorno al 1600.
- La Torre delle torri, che si eleva oggi per un'altezza di circa 10 metri, apparteneva probabilmente ad un sistema di comunicazione e di difesa della zona sud e in particolare delle strade di collegamento tra la Nomentana e la Palombarese. Un'altra torre di vedetta permane sull'altura di Monte d'Oro, di notevole importanza strategica in quanto luogo fortificato più vicino a Mentana e con una visuale particolarmente ampia.
