ерші ознаки людей та території сучасної Одеси та поряд з нею відноситься до епохи верхнього палеоліту (58 — 38 століття до нашої ери). У V столітті до н. е. на місці сучасного центру Одеси існувало стародавнє грецьке поселення — «Гавань Істріан». Залишки цієї колонії були знайдені під сучасним Приморським бульваромна глибині 1,5 метрів, а також на інших вулицях міста. Окрім цього поселення на території Одеси також налічується близько дванадцяти інших давньогрецьких колоній. Окрім інших, на протилежному березі Одеської затоки знаходилося поселення «Гавань Ісіякон». Суперництво між мешканцями цих колоній було обумовлено тим, що між ними проходив кордон таких грецьких міст-колоній Ольвії(на північному сході зі сторони гавані Ісіякон) та Істрії (на півдні зі сторони гавані Істріан). У другій половині IV — початку III століття до н. е. Ольвія вступила конфлікт із сусідніми грецькими колоніями Херсонесом та Істрією. Причиною війни стало невдоволення правителями Ольвії сферами впливу у цьому регіоні. На той час гавань Істріан була прикордонним форпостом Істрійської держави, тому через війну це поселення прийшло у запустіння наприкінці IV століття до н. е., а гавань Ісіякон проіснувала ще два століття. Занепад грецьких колоній також був обумовлений вторгненням союзу кочових племен гунів у 375 році нашої ери. Приход кочовиків на ці землі повністю розорив місцеве населення перетворив ці землі у Дике Поле де населення практично не було.[27]
Близько XIV століття у місцевому степу панувала Ногайська орда, яка згодом влилася у Золоту Орду. В ординські часи, у XIV столітті, на місті колишньої грецької колонії з'явилася генуезька факторія «Джінестра», що торгувала з кочовиками. Генуезці купували у Північному Причорномор'ї здебільшого зерно та рабів. У цей же час, за думкою науковців, Куяльницький та Хаджибейський лимани почали віддалятися від Чорного Моря, у результаті чого утворився природний насип — «Пересип». Це не могло не позначитися на економічному стані краю, позаяк, у наступні роки на цих двох лиманах видобувалося багато солі. На початку 1320-х років одним з основних ворогів Золотої Орди стало Велике князівство Литовське. У 1324 році до литовського панування відійшли усі землі між Дніпром та Дністром, у тому числі й територія сучасного міста. У 1399 році після битви на Ворсклі вплив Великого князівства Литовського на Північному Причорномор'я поступово зійшов нанівець. Однак, ще при правлінні Вітовта було засновано фортецю Коцюбіїв та торгову пристань біля неї. Перша згадка про це поселення датується 1415 роком.[28]. 1442 року фортеця була надана польським шляхтичам Бучацьким — тодішнім власникам коронного Поділля. Наприкінці XV століття литовсько-польська влада на цих землях послабилася і вони знову прийшли у запустіння.
1484 року ці землі завоювала Османська імперія, а місцеве населення складали переважно татари. У 1765 році османська влада відбудувала стару литовську фортецю, назвавши її «Єні-Дунья» (в перекладі з османської — «Новий Світ»). Вона знаходилась між сучасними Потьомкінськими сходами та Воронцовським палацом на Приморському бульварі. Цю фортецю неодноразово штурмували запорізькі козаки під проводом Семена Галицького, Петра Калнишевського тощо. 1774 року фортеця була вперше захоплена об'єднаними козацько-російськими військами. Однак, за Кючук-Кайнарджийським мирним договором її було віддано туркам.

Від початку Німецько-радянської війни Одеса опинилася біля фронту. Оборона міста тривала понад два місяці, з 5 серпня до 16 жовтня 1941 року, що її проводив генерал-лейтенант Приморської армії Георгій Софронов[ru]. Увесь цей час місто зазнавало бомбардувань по 12-15 разів на день, а місцеві підприємства, не зважаючи на це, працювали на підтримку армії, виробляючи техніку та зброю. Евакуацію міста вдалося завершити 15 жовтня, а наступного дня нацистські війська увійшли до міста. Велику кількість радянських військ вдалося евакуювати до Севастополя.Радянські війська третього Українського фронту, під командуванням уродженця Одеси, Родіона Малиновського, знов увійшли у місто через три з половиною роки, 10 квітня 1944 року. Впродовж наступних років у місті проводилася робота по відновленню зруйнованих у часи війни споруд.

1 грудня 1991 року відбувся Всеукраїнський референдум, щодо проголошення незалежності України. За результатами референдуму по усій Одеській області з 1 412 228 опитаних (75,01 %) за проголошення незалежності проголосували — 1 205 755 осіб (85,38 %). За роки незалежності України центр Одеси зазнав істотних змін. В історичному плані багатьом центральним вулицям було повернуто дореволюційні назви. Одеса — одне з небагатьох міст на півдні та сході України, де від проголошення Незалежності топоніми радянських часів поступово усувалися міською владою (хоча сліди комуністичного минулого ще частково залишилися). У 2010 році міською радою була прийнята «Програма збереження і розвитку російської мови», яка передбачає можливість документообігу російською мовою, переклад російською мовою фільмів в кінопрокаті, засобах масової інформації і сферу освіти.