Nos seus inicios foi unha colonia deMégara fundada o-667, poucos anos despois da veciñaCalcedonia. No lugar había unha cidade chamadaLigos. O-628 ampliouse a colonia con xente de Mégara dirixidos por Zeuxipo. A cidade tivo como deusa tutelarHera, e crese que inicialmente fora rexida por reis que deron paso a un goberno aristocrático. Os habitantes orixinais, osbitinios, quedaron convertidos en escravos.
O xeneralpersaOtanes, ao servizo deCiro II o Grande, ocupouna o-546 e permaneceu baixo dominio de Persia.
O-499 uniuse á revolta deXonia e, cando a frotafenicia do rei de Persia se presentou na cidade, os seus habitantes fuxiron para Mesambria ouMesembria.
O-440, os bizantinos e a xente deSamos rebeláronse contra Atenas, pero serían sometidos. O-416 uníronse aoscalcedonios e fixeron unha devastadora expedición aBitinia. O-412 someteuse aEsparta. O-408, o atenienseAlcibíades a cercou, pero non a puido ocupar e tivo que esperar para a render pola fame, e entón, ausente o comandante espartano Clearco, Cidón, xefe do partido ateniense, abriu as portas aos asediantes e volveu a quedar como tributaria e aliada de Atenas.
O-405, despois da batalla deEgospótamos, o espartanoLisandro recuperou Bizancio e estableceuse nela unha gornición dirixida por Stenalao.
Os dez mil deXenofonte pasaron pola cidade e o repartimento do botín feito polo almirante Anaxibio provocou a revolta dos soldados, que se fixeron os amos da cidade e só grazas a Xenofonte se salvou do saqueo.
O-390,Trasíbulo cambiou o goberno da cidade a partir dunha oligarquía a unha democracia e vendeu as mercancías dos barcos ancorados na cidade.
O-363 foi visitada porEpaminondas e, coa frota ateniense, logrou que diversas cidades se declarasen ao seu favor. O-356, Bizancio,Rodas eQuíos uníronse á confederación deCos e aMausolo, rei deCaria, coa esperanza de poñer fin á hexemonía de Atenas, pero a batalla que se preparaba no mar foi impedida por unha tormenta.
O-340 foi asediada porFilipo II de Macedonia eDemóstenes enviou socorro aos asediados. A frota ateniense e dos aliados, dirixida por Caras, atopouse co almirante Amintas e os macedonios e foi derrotada; Caras foi substituído por Foción o ano seguinte, e Filipo tivo que erguer o asedio; dise que unha luz advertiu unha noite os bizantinos dun ataque sorpresa de Filipo e, en lembranza diso, levantouse un monumento; o símbolo da cidade desde ese momento é o media lúa que aparece nas súas moedas e que noséculo XV foi adoptado como emblema polosotománs, e probabelmente foi adoptado como lembranza do acontecemento; para pagar a axuda ateniense, os habitantes de Bizancio ePerinto concedéronlles o privilexio de precedencia nos xogos e ás cerimonias (excluídas as relixiosas) e construíronse diversas estatuas.
Nos seguintes anos, os bizantinos combateron ostracios, aos que non puideron dominar nin polas armas nin pagando imposto. O-279, Bizancio fíxose tributaria dosgálatas, aos cales pagou un imposto anual en moedas de ouro (3000 ao principio, despois 5000, e despois 10.000) que se foi incrementando e finalmente fixouse en 80talentos. Para pagar a cantidade, Bizancio tivo que impoñer un dereito de paso poloBósforo, cousa que provocou unha guerra con Rodas, guerra na cal Bizancio foi aliada dePérgamo, mentres Bitinia o foi de Rodas; os bizantinos apoiaron a Tibetes, un tío dePrusias de Bitinia, que reclamou o trono; pero Prusias apoderouse das posesións de Bizancio na costa asiática, mentres os tracios continuaron apremando na parte europea; a paz fíxose o-219 coa mediación do rei gálata Cavarvos, e foi desfavorábel para Bizancio.
Na guerra deRoma conMacedonia, os romanos deron á cidade o título de confederada, pola súa axuda. Bizancio acudiu a Roma para solucionar disputas internas, e os romanos enviaron a Pisón, máis como conquistador que como aliado.
O emperadorClaudio rebaixou temporalmente o imposto da cidade polas perdas desta na guerra cos tracios.Vespasiano incorporouna na provincia romana deTracia.
Na guerra entreSeptimio Severo ePescenio Níxer, Bizancio apoiou ao último. Despois dunha guerra de tres anos, xa morto Níxer, a cidade foi ocupada o196 e foi severamente castigada e as murallas derrubadas; a cidade deixou de ter un goberno local e foi entregada a Perinto, pero despois o mesmo Severo embeleceuna con termas, pórticos e outros edificios e deulle o nome deAugusta Antonina en honor deAntonino Basiano.Caracalla restaurou os dereitos da cidade e dos seus habitantes. En tempo deGalieno produciuse unha matanza de cidadáns e todas as familias antigas desapareceron, menos as que non estaban na cidade.
BaixoClaudio II os bizantinos loitaron contra osgodos. Nas guerras civís que seguiron á abdicación deDiocleciano reforzáronse as fortificacións.Licinio retirouse alí despois dabatalla de Adrianópolis e foi asediado por Constantino ata que a cidade se rendeu.
