Situada en la costa norte del Mar Negro, ya en la Antigüedad se asentaron aquí diversos pueblos, como los escitas. A partir de las excavaciones realizadas, se cree que ya existía un asentamiento griego, como muy tarde, desde el siglo VI a. C.
El nombre de la ciudad se remonta a la colonia griega de Odessos, que, según se cree, se encontraba en la zona. Catalina II fundó la ciudad debido a su favorable ubicación, que permitía construir un puerto naval y otro comercial. El puerto contribuyó a la integración de Odessa en la red global. La ciudad adquirió pronto un carácter cosmopolita gracias a la llegada de personas procedentes de muchas partes de Europa. Además de los ucranianos y los rusos, fueron importantes las comunidades judía, griega, francesa, armenia, italiana y alemana de la ciudad, que se influyeron mutuamente en el ámbito cultural.

El escritor Alexander Serguéievich Pushkin escribió sobre Odessa: «La ciudad donde el aire está impregnado de toda Europa, se habla francés y se pueden leer periódicos y revistas europeos». Odessa se consideró, hasta bien entrado el siglo XX, un crisol cultural abierto al mundo.

Debido a la prohibición de establecerse que vigía en la época del zar, los judíos y las judías no podían fijarse en Moscú ni en San Petersburgo, por lo que muchos se trasladaron a Odessa. La ciudad se convirtió en un punto de atracción para la comunidad judía procedente de Rusia y otras partes de Europa del Este. Sin embargo, el corazón judío de la ciudad se perdió durante la Segunda Guerra Mundial, en el Holocausto, durante la ocupación de la Alemania nazi. En 2017, solo el 1,2 % de la población era judía.

El 24 de febrero de 2022 comenzó la invasión rusa de Ucrania con el objetivo estratégico de ocupar la región costera y tomar Odesa. Ya desde el primer día se lanzaron ataques aéreos contra la ciudad. Este plan fracasó gracias a la decidida defensa de la ciudad; Odesa sigue formando parte, hasta el día de hoy, de la Ucrania libre. Rusia ataca la ciudad casi a diario con misiles y drones.

En octubre de 2025, el presidente ucraniano Zelensky estableció una administración militar en Odessa bajo el liderazgo de Serhiy Lysak. Esta trabaja en paralelo a la administración civil bajo el nuevo alcalde interino Ihor Koval.

Odessa es conocida por su belleza y su clima templado. Antes de la invasión de Putin, el número de turistas ascendía a tres millones al año. Desde el inicio de la guerra, la mayoría de los turistas extranjeros han dejado de visitar la ciudad; solo los soldados y los habitantes de las regiones vecinas acuden a ella para disfrutar de su aparente idilio junto al mar.

Odessa cuenta con numerosos lugares de interés arquitectónico, como varios grandes hoteles, el Palacio Voronzovski, del siglo XIX, construido al estilo de los palacios ingleses, y, por supuesto, la Escalinata de Potemkin, que con sus 192 escalones conduce desde el centro de la ciudad hasta el puerto. La calle Deribasiwska —que lleva el nombre del almirante de origen español y cofundador de Odesa, José de Ribas— es la avenida más popular para pasear y un punto de encuentro muy apreciado por los lugareños. 

El magnífico Teatro de la Ópera, construido por los vieneses Ferdinand Fellner y Hermann Helmer e inaugurado en 1887, se considera el símbolo de la ciudad. Es la obra maestra creativa de ambos arquitectos. A lo largo del límite del casco antiguo, hacia el puerto y el mar, se suceden zonas verdes como el Parque Griego, el Parque de Estambul y el Parque Taras Shevchenko. Aquí, la conexión literaria de la ciudad se hace evidente de inmediato gracias a los bancos del parque, que tienen forma de libros abiertos.

El puerto de Odesa ha ganado importancia desde la anexión rusa de Crimea en 2014. Es vital para la economía ucraniana y se considera el mayor puerto marítimo de Ucrania en el mar Negro.

Odesa se encuentra a 200 kilómetros de Crimea y es fácilmente accesible para los barcos procedentes de Europa. Antes de la invasión rusa de Ucrania, en Odesa tenían su sede 10 500 empresas tecnológicas y 150 empresas del sector tecnológico. Desde el inicio de la guerra, estas cifras han aumentado considerablemente, ya que muchas empresas se han trasladado a Odesa, sobre todo desde las regiones orientales del país. Así, a pesar de la guerra, la ciudad va camino de convertirse en el «centro tecnológico número uno de Ucrania».

La ciudad alberga la Universidad Nacional Metschnikov de Odesa, una de las instituciones de enseñanza superior más antiguas e importantes de Ucrania, a la que también pertenece el Observatorio Astronómico de Odesa. Otras universidades son la Universidad Politécnica Estatal, la Universidad Naval Estatal, la Universidad Nacional de Medicina, la Universidad Pedagógica Estatal del Sur de Ucrania «K. D. Ushinski» y la Universidad Nacional de Economía. Además, cuenta con el Conservatorio y otras academias, como, por ejemplo, la Academia Militar de Odesa.

Odessa, también conocida como la «ciudad de la sonrisa», cuenta con un rico patrimonio cultural, forma parte del Patrimonio Cultural de la Humanidad y también se la conoce como la ciudad de los libros. Su habitante literario más famoso del siglo XIX fue Alexander Pushkin.

Entre otros, los importantes monumentos culturales de la ciudad se han visto afectados por los estragos de la guerra. En el centro histórico de Odesa, declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO, varios museos han sufrido daños. Fueron atacados el Museo Arqueológico, el Museo Marítimo del puerto y el Museo de la Literatura, que se encontraba en un edificio emblemático. También resultó gravemente dañada la importante catedral de la Transfiguración, fundada en 1794 y situada en las afueras del casco antiguo.

Desde 2015 se celebraba en Odessa el festival literario, que atraía cada año a autoras y autores internacionales.

La cocina del sur de Ucrania combina influencias de muchas zonas culturales vecinas. Las
patatas se utilizan con frecuencia en los platos. El plato nacional es el borscht, una sopa de verduras cuyo ingrediente principal es la remolacha. Esta sopa tiene su origen en Ucrania. Otra especialidad ucraniana son los vareniki, empanadillas hervidas con diversos rellenos, como setas, carne o patatas. El pescado también es más habitual aquí que en otras regiones de Ucrania.

Las hermanamientos entre ciudades suelen surgir por la similitud en cuanto a tamaño, condiciones infraestructurales y características especiales de un municipio. El hermanamiento entre Maguncia y Odessa se basa en la solidaridad con Ucrania, la ciudad y sus habitantes, que desde 2022 se defienden de los ataques bélicos rusos.

A primera vista, hay grandes diferencias entre Odessa y Maguncia: Odessa es cuatro veces más grande que Maguncia, Odessa es una ciudad joven, Maguncia tiene más de 2000 años. Sin embargo, hay muchas similitudes entre las dos ciudades: Odessa y Maguncia encajan bien. Ambas regiones se consideran un crisol de muchas culturas, idiomas y religiones. Maguncia y Odessa pertenecen a la mayor región vinícola de sus respectivos países. Ambas ciudades fueron centros de la vida judía; hoy en día, la comunidad judía de Maguncia cuenta con unos 1000 miembros, entre los que se encuentran algunos procedentes de Odessa.