De eerste ondergrondse steenmijnen ontstonden in de 19e eeuw, toen er in Odessa druk werd gebouwd. Ze werden gebruikt als een bron van goedkope bouwmaterialen. Kalksteen werd met zagen uitgehakt en de mijnbouw werd zo intensief dat het uitgebreide netwerk van catacomben in de tweede helft van de 19e eeuw voor veel overlast in de stad zorgde.
Na de Russische Revolutie van 1917 werd de winning van stenen verboden in het centrale deel van Odessa (binnen de Porto-Franko-zone, begrensd door de Oude Haven Franko en de Panteleymonovskaya-straten).
Tijdens de Tweede Wereldoorlog dienden de catacomben als schuilplaats voor Sovjet-partizanen, in het bijzonder de ploeg van Vladimir Molodtsov. In zijn werk De golven van de Zwarte Zee beschreef Valentin Katajev de strijd tussen Sovjet-partizanen en de as-troepen, onder Odessa en de nabijgelegen voorstad Usatove.
In 1961 werd de vereniging “Zoeken” (Poisk) opgericht om de geschiedenis van de partizanenbeweging in de catacomben te onderzoeken. Sinds haar oprichting heeft zij het begrip van de catacomben vergroot, en informatie verschaft om het in kaart brengen van de tunnels uit te breiden.
De stad heeft een grote bevolking van meer dan 1 miljoen mensen, die volgens sommigen baat zou hebben bij de invoering van een metrosysteem. De tunnels zijn genoemd als de reden waarom een dergelijk metrosysteem nooit in Odessa is aangelegd.
Sinds het begin van de 21e eeuw is de kalksteenwinning voortgezet in de mijnen die zich bevinden in Dofinovka, Byldynka en “Fomina balka” bij Odessa. Als gevolg van de hedendaagse mijnbouw blijven de catacomben zich uitbreiden.