Одесос е основан от гръцки колонисти от Милет на място, което има две предимства: залив, защитен от вятър, и равнина зад него. Градът търгува с тракийските племена, изнася жито, вино и риба и постепенно се обгражда със стени. Римският период оставя терми, които днес са едни от най-големите на Балканите, както и части от водопровод и улици под съвременния център. Тези останки не са били съзнателно запазени — те просто са останали под земята, докато градът е строил върху тях.
Халколитният некропол променя представата за ранната история на Варна. Открит е случайно при изкопни работи през 1972 година, а предметите в него показват общество с йерархия, занаяти и търговия далеч преди познатите цивилизации на Месопотамия и Египет. Златото е обработено, а не само намерено; това означава майстори, инструменти и време за работа, която не храни пряко. Днес музеят го пази, но въпросът кой има право да го показва и как то се представя пред света остава важен.
Средновековната Варна е по-малка, но стратегическа. Крепостта контролира пътя между Дунав и морето, а пристанището свързва града с Константинопол и италианските републики. Битката от 1444 година е част от последния голям опит на християнските сили да спрат османците на Балканите; в нея загива крал Владислав, а войската на Янош Хунияди е разбита. След това градът остава в империята почти четири века и расте като търговско средище с турско, гръцко, българско и арменско население.