Die ersten unterirdischen Steinminen tauchten im 19. Jahrhundert auf, als in Odessa rege Bautätigkeit herrschte. Sie wurden als Quelle für billiges Baumaterial genutzt. Kalkstein wurde mit Sägen geschnitten, und der Abbau wurde so intensiv, dass in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts das ausgedehnte Netz der Katakomben viele Unannehmlichkeiten für die Stadt mit sich brachte.
Nach der Russischen Revolution von 1917 wurde der Steinabbau im zentralen Teil von Odessa (innerhalb der Porto-Franko-Zone, die von den Straßen Old Port Franko und Panteleymonovskaya begrenzt wird) verboten.
Während des Zweiten Weltkriegs dienten die Katakomben als Versteck für sowjetische Partisanen, insbesondere für die Gruppe von Wladimir Molodzow. In seinem Werk Die Wellen des Schwarzen Meeres beschrieb Valentin Kataev den Kampf der sowjetischen Partisanen gegen die Achsenmächte unter Odessa und dem nahe gelegenen Vorort Usatove.
Im Jahr 1961 wurde der Verein „Suche“ (Poisk) gegründet, um die Geschichte der Partisanenbewegung in den Katakomben zu erforschen. Seit seiner Gründung hat er das Verständnis für die Katakomben erweitert und Informationen zur Verfügung gestellt, um die Kartierung der Tunnel zu erweitern.
Die Stadt hat eine große Bevölkerung von über 1 Million Menschen, die nach Ansicht einiger von der Einführung eines U-Bahn-Systems profitieren würde. Die Tunnel werden als Grund dafür angeführt, dass in Odessa nie eine U-Bahn gebaut wurde.
Seit Anfang des 21. Jahrhunderts wird in den Bergwerken in Dofinovka, Byldynka und „Fomina balka“ bei Odessa weiterhin Kalkstein abgebaut. Die Katakomben werden durch den heutigen Abbau weiter ausgebaut.