Las primeras minas de piedra subterráneas comenzaron a aparecer en el siglo XIX, mientras se llevaba a cabo una vigorosa construcción en Odesa. Se utilizaban como fuente de materiales de construcción baratos. La piedra caliza se cortaba con sierras, y la explotación minera se hizo tan intensiva que en la segunda mitad del siglo XIX, la extensa red de catacumbas creaba muchos inconvenientes a la ciudad.
Después de la Revolución Rusa de 1917, se prohibió la extracción de piedra dentro de la parte central de Odesa (dentro de la zona de Porto-Franko, delimitada por las calles Old Port Franko y Panteleymonovskaya).
Durante la Segunda Guerra Mundial las catacumbas sirvieron de escondite a los partisanos soviéticos, en particular a la escuadra de Vladimir Molodtsov. En su obra Las olas del Mar Negro, Valentin Kataev describió la batalla entre los partisanos soviéticos contra las fuerzas del eje, bajo Odessa y su suburbio cercano Usatove.
En 1961 se creó el club «Search» (Poisk) para explorar la historia del movimiento partisano entre las catacumbas. Desde su creación, ha ampliado el conocimiento de las catacumbas, y ha proporcionado información para ampliar la cartografía de los túneles.
La ciudad tiene una gran población de más de 1 millón de personas, que algunos creen que se beneficiaría de la introducción de un sistema de metro. Los túneles han sido citados como la razón por la que dicho sistema de metro nunca se ha construido en Odesa.
Desde principios del siglo XXI la extracción de piedra caliza ha continuado en las minas situadas en Dofinovka, Byldynka, y «Fomina balka» cerca de Odesa. Como resultado de la explotación minera contemporánea, las catacumbas continúan expandiéndose.