দশম শতাব্দীতে পাল বংশের রাজত্ব যখন চলছে তখনই সেন বংশের উত্থান ঘটে। এই বংশের প্রতিষ্ঠা করেন বীরসেন বা আদিশূর। তিনি বিক্রমপুরে (বর্তমান রামপাল) রাজধানী স্থাপন করে সমতট এবং দক্ষিণ বঙ্গ শাসন করেন। তার প্রপৌত্র বিজয়সেন এতদ্ব্যতীত মদ্র, কলিঙ্গ, কামরুপ দখল করেন। তাই সে সময় ময়মনসিংহ বিজয়সেনের অধীনে ছিল; আর এখানকার ক্ষুদ্র পাল নৃপতি শাসিত অঞ্চলগুলো প্রায় বিলুপ্ত হয়ে গিয়েছিলো। বিজয়সেনের পর তার পুত্র বল্লালসেন (১১৬০ - ১১৭৮) রামপালের সিংহাসনে সমাসীন হয়ে বঙ্গকে ৫ ভাগে ভাগ করেন: রাঢ়, বাগড়ি, বারেন্দ্র, মিথিলা এবং বঙ্গ। এই ভাগ থেকে জানা যায় তখন পশ্চিম ময়মনসিংহ বঙ্গ রাজ্যের অন্তর্ভুক্ত হয়ে সেন রাজা কর্তৃক শাসিত হচ্ছিল। আর পূর্ব ময়মনসিংহ (ব্রহ্মপুত্রের পূর্ব পার) কামরুপের অন্তর্ভুক্ত হয়ে থাকে। তবে এ বিষয়ে দুইটি সন্দেহের অবকাশ রয়েছে:

প্রথম সন্দেহের ক্ষেত্রে বলতে হয়, প্রত্নতত্ত্ববিদ কৈলাশচন্দ্র সিংহ হ্যামিল্টনের থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন মত পোষন করেন। তার এই মতের সাথে ব্লকম্যানের মতের মিল রয়েছে। তবে সকল দিক বিবেচনায় হ্যামিল্টনের মতই অধিক গ্রহণযোগ্যতা লাভ করেছে। দ্বিতীয়ত সন্দেহর নিরসন হয়েছে বল্লালসেনের অসবর্ণা স্ত্রী গ্রহণ এবং পূর্ব ময়মনসিংহে মানব বসতি স্থাপনের সূচনার কাহিনী থেকে। আনন্দভট্ট রচিত বল্লালচরিত গ্রন্থে এই ঘটনার উল্লেখ রয়েছে। এই মতে, বল্লালসেন ক্ষমতা দখল করে কৌলিন্য প্রথা প্রচলন করেন। এতে প্রাচীন বাহ্মণ, কায়স্থ এবং বৈদ্যদের মধ্যে বিপ্লবের সৃষ্টি হয়। এমন সময় তিনি নিজ বর্ণের ভিন্ন বর্ণের (ডোম) এক নারীকে স্ত্রী হিসেবে গ্রহণ করেন এবং এই নারীর অন্ন গ্রহণে সকলকে বাধ্য করেন। এতে জাত রক্ষার তাগীদে অনেক ব্যক্তি ও পরিবার বঙ্গ ত্যাগ করে ব্রহ্মপুত্রের অপর পারে চট্টগ্রাম, শ্রীহট্ট, পূর্ব ময়মনসিংহ এবং ত্রিপুরায় বসতি স্থাপন করে। এভাবে ব্রহ্মপুত্রের পূর্বে এদের বিচরণ শুরু হয়। তাই বলা যায়, বল্লাসেনের কালে পূর্ব ময়মনসিংহ কামরুপেরই অধীনে ছিল। এই ব্যাপারে সবচেয়ে বড় প্রমাণ হচ্ছে, এই স্থানান্তরের সময় দত্তবংশের আদিপুরুষ অনন্ত দত্ত বঙ্গ ছেড়ে ময়মনসিংহের কিশোরগঞ্জ মহকুমার কস্তল গ্রামে এসে বসতি স্থাপন করেন। তাদের বংশের এক প্রাচীন কুর্চিনামায় প্রাপ্ত শ্লোকে লেখা আছে, "১০৬১ সনে শ্রীমান অনন্ত দত্ত বল্লাল ভয়ে নিজগুরু শ্রীকণ্ঠ দ্বিজসহ বঙ্গ পরিত্যাগ করিলেন"। তাই এখানে কেবল পশ্চিম ময়মনসিংহের ইতিহাস সম্বন্ধে জ্ঞাত হওয়া যায়, কারণ বঙ্গের অধীনে এই অংশটিই ছিল। তবে পূর্ব ময়মনসিংহের ইতিহাস জানতে হলে কামরুপের ইতিহাস জ্ঞাত হওয়া আবশ্যক।

সেন বংশ
প্রাথমিক মুসলিম শাসন
বৌদ্ধ শাসনামল
প্রাচীন কাল