Существенный вклад в формирование основ лингвистической теории внесли философы эллинистического периода (3—1 вв. до н.э.), особенно представители стоической школы (Зенон, Хрисипп, Диоген Вавилонский). Стоики были по преимуществу философами и логиками, но они разрабатывали свои учения на базе языкового материала (и особенно явлений грамматической семантики). В строении предложения и в классах слов они искали отражение реального мира. Отсюда вытекали признание ими "природной" связи между вещью и её названием и увлечение этимологическим анализом. Значения "вторичных" слов объяснялись связями в предметном мире. Стоики разработали первую в истории науки о языке типологию переноса названий (перенос по сходству, смежности, контрасту).
В речевом акте они различали "обозначающее" (звук человеческой речи) и "обозначаемое", иначе "высказываемое" (lekton), т.е. смысловую сторону речи, лежащую между звуком и мыслью. Они отмечали неодинаковость обозначаемого в разных языках при одинаковости мысли у всех людей.
Стоики серьёзно продвинулись (по сравнению с Платоном и Аристотелем) в разработке учения о частях речи (порядка пяти—шести), в учении о падежах имени (включение в число падежей и исходного / именительного, ограничение понятия падежа только сферой имени). Они создали для падежей обозначения, впоследствии скалькированные в латинской грамматике, а через её посредство в грамматиках многих европейских языков. Ими было развито учение о временах глагола.
Стоиками была предложена классификация высказываний (полные и неполные). Были разграничены понятия глагола (rhema) и сказуемого-предиката (kategorema). Им же принадлежит типология сказуемых (по форме выражения субъекта, наличию или отсутствию дополнения и по признаку активности — пассивности). Заслуживает внимания детальная классификация предложений по цели высказывания (повествование, вопрос двух типов, побуждение, желательность, мольба, заклинание, клятва, обращение). Разграничению подверглись простое и сложное предложения. Была выдвинута тщательная классификация сложных предложений.
Деятельность стоиков связывается главным образом с разработкой понятия аномалии (как несоответствия качества предмета и грамматического значения его имени, наблюдаемого в основном в сфере пола-рода и числа).
Вне Стои обращает на себя внимание отрицание Эпикуром и представителями скептической школы реальности всего, кроме предмета и звучащего слова, а тем самым и отрицание бестелесных представления и "высказываемого". Эпикур утверждает зависимость языка от условий жизни людей и роль природных факторов в возникновении и развитии языка.
В целом греческая философия 5—1 вв. до н.э. сыграла значительную роль в формировании логицистского подхода к языку, который на протяжении более двух — двух с половиной тысяч лет характеризовался острым вниманием к онтологическим и гносеологическим аспектам изучения языка, подчёркиванием приоритета функциональных критериев в выделении, определении и систематизации явлений языка, невниманием и безразличием к изменениям языка во времени и к различиям между конкретными языками, утверждением принципа универсальности грамматики человеческого языка. Философы искали гармонию между языковыми и логическими категориями.
Древнегреческим философам этого времени принадлежат идеи о сопряжении обозначающего, обозначаемого и предмета. Для них нет отдельных теории суждения и теории предложения, они не разграничивают логическое и лингвистическое знание. Им присущ синкретизм термина logos, обозначающего и речь, и мысль, и суждение, и предложение. Они не расчленяют логические, синтаксические и морфологические характеристики единиц речи (хотя и могут акцентировать в той или иной концепции один из аспектов взятого в целостности явления).
На базе достижений философов и языковедческой практики в эллинистический период возникает филология, призванная изучать, готовить к критическому изданию и комментировать памятники классической письменности. Сферой её интересов является смысловая сторона текстов.
В её недрах создаётся грамматика как самостоятельная дисциплина, изучающая по преимуществу формальные аспекты языка (а не его смысловые аспекты, в отличие от философии). Она обособилась в самостоятельную науку благодаря деятельности Александрийской грамматической школы, сыгравшей гигантскую роль в закладывании основ европейской языковедческой традиции. Грамматика того времени представляет собой по существу аналог современной описательной лингвистики. В борьбе со сторонниками принципа аномалии (пергамскими философами-стоиками Кратетом Малосским и Секстом Эмпириком) александрийцы активно отстаивают принцип аналогии как основы описательно-классификационной и нормализаторской деятельности.