En 1510 los españoles comenzaron a asignar grupos de personas indígenas a los colonos para realizar muchos tipos de trabajo. Esta explotación ayudó a desencadenar la rebelión taína de 1511, liderada por Agüeybaná el Bravo, sucesor de Agüeybaná I, junto con Guarionex. Los rebeldes incendiaron el asentamiento en el río Guaurabo (hoy río Añasco) y mataron a unas 80 personas, entre ellas Cristóbal de Sotomayor.

Según una leyenda popular pero no documentada, antes del levantamiento los taínos ahogaron a un español llamado Salcedo en el río Guaurabo y vigilaron su cuerpo durante tres días para demostrar que los europeos eran mortales. En marzo de 1511, Ponce de León lanzó un ataque nocturno contra varios caciques, matando a unos 200 combatientes indígenas y esclavizando a muchos prisioneros. Agüeybaná fue asesinado por el arcabucero Juan de León en la batalla de Yahueca, tras lo cual los taínos se retiraron. Aun así, esta primera derrota no puso fin al conflicto, que continuó con nuevas batallas antes de que las fuerzas indígenas se replegaran hacia el este.

La tradición Coroso (c. 4000 a. C.–100 a. C.) fue una cultura arcaica de cazadores-recolectores organizada en pequeñas bandas, con evidencia reciente de algunos asentamientos más grandes. La cultura saladoide (c. 300 a. C.–600 d. C.) trajo desde Sudamérica a Puerto Rico la primera sociedad agrícola y alfarera, con asentamientos grandes y bien organizados y finas cerámicas pintadas en blanco, naranja y rojo sobre fondos rojo oscuro.

Desde c. 600–1200, los grupos ostionoides y helenoides formaron las primeras sociedades agrícolas en Puerto Rico, asentándose cerca de los ríos, fundando nuevos centros ceremoniales, produciendo cerámicas oscuras pintadas en blanco, naranja o rojo y elaborando objetos religiosos vinculados al cohoba. Hacia c. 1200–1500, los cacicazgos taínos en Borinquen, La Española y el oriente de Cuba desarrollaron complejas estructuras de liderazgo y sistemas ceremoniales altamente elaborados. El Complejo Hueca, identificado en el sitio Hueca–Sorcé en Vieques por Luis Chanlatte Baik e Yvonne Narganes Storde, representa una tradición cultural distinta que coexistió con otros grupos en la isla.

En 1514, la Corona española dividió Puerto Rico en dos distritos administrativos: el Partido de San Germán en el oeste y el Partido de San Juan en el este, separados por una línea que iba desde el río Camuy en el norte hasta el río Jacaguas en el sur. En los siglos siguientes, San Germán se subdividió en numerosos pueblos —incluidos Aguada, Añasco, Mayagüez, San Sebastián, Ponce, Rincón, Cabo Rojo, Moca, Aguadilla y otros—, algunos de los cuales luego se fusionaron, se dividieron y finalmente se convirtieron en municipios separados, como en el caso de Guánica.

La primera fuerza laboral rural estuvo compuesta por personas indígenas esclavizadas, que murieron en grandes cantidades, especialmente a causa de enfermedades infecciosas. Para reemplazar esta mano de obra, los españoles comenzaron a traer hombres, mujeres y niños esclavizados de África, haciendo de la esclavitud una institución central en la economía colonial de la isla.