На території, де тепер Овідіополь, люди жили з давніх часів. Тут виявлено залишки 6 стародавніх поселень. Два з них існували в скіфські часи (IV—III століття до н. е.), два — в сарматські часи (II століття до н. е. — III століття н. е.). На двох останніх знайдено рештки черняхівської культури (III—V століття н. е.).
В XVI столітті на місці сучасного Овідіополя виникло місто-фортеця Чорногрод, заснована Василем Красним.
Пізніше на місці Чорногрода, виникло кримське поселення Хаджидер. Було поселенням одного з буджацьких родів, що мешкали в Бессарабії і випасали отари овець на лівому березі р. Дністер. В роки російсько-турецької війни 1768—1774 поселення зруйноване 11.07.1770 запорозькими козаками. Станом на 1784 рік татарське поселення і порт, де мешкали також вірмени і молдовани.
По закінченні російсько-турецької війни 1787—1791 біля колишнього поселення Хаджидер було закладено невелику земляну фортецю і адміралтейство. Місце під майбутню фортецю обирав бригадир Б. Б. Леццано, направлений відповідно рескрипту Катерини ІІ від 22.03.1792 р. до Дністровського лиману на 30 човнах з полком гренадерів. Будував фортецю інженер-капітан Є. Х. Ферстер під керівництвом і за проектом інженер-полковника Франца де Волана. Хаджидерська, разом з Середньою (Тираспольською) і Хаджибейською фортецями стала форпостом на новому кордоні з Османською імперією, а також проміжним складом вантажів, що надходили Дністром до Хаджибея (Одеса) .
Під час будівництва фортеці знайшли стародавнє поховання. Знайдений в ньому кістяк приписали римському поету Публію Овідію Назону, який останні роки життя провів на березі Чорного моря, в стародавніх Томах (теперішня Констанца в Румунії). 27 січня 1795 р., за указом російської імператриці Катерини ІІ фортеця і місто були перейменовані на Овідіополь.
Днем народження Овідіополя вважається 15 червня 1793 р., з моменту закладення фортеці.
Під час організованого радянською владою Голодомору 1932—1933 років померло щонайменше 202 жителі селища.
За спогадами місцевих, селище відвідував, Роман Йосипович Шухевич, під час свого відпочинку на Чорному морі 1948, що на той час був у розшуку НКВС.
