Первые поселения на территории города появились ещё в древнем каменном веке в эпоху нижнего палеолита, около 300 тысяч лет назад.
История города насчитывает более 2500 лет. Это один из древнейших городов мира.
На месте большого местного поселения Акуа, у подножия трёх гор Яштхвы, Бирцхи и Гварды в VI веке до нашей эры греческие купцы из Милета основали колонию Диоскуриаду (Диоскурию), назвав её так в честь братьев Диоскуров Кастора и Полидевка (Поллукса), участников похода аргонавтов в Колхиду, принадлежавшую затем Понтийскому царству. Топоним Аку встречается в греческой надписи на золотых монетах колхидской чеканки (III — II вв. до н. э.) и сопоставляется с абхазским названием города Акуа[25]. Диоскурия была значительным торговым центром, обеспечивая не только местные нужды региона, но и транзитную торговлю с народами Северного Кавказа. В V — II веках до н. э. она играла значительную политическую и экономическую роль на Западном Кавказе. На это указывает древний географ и историк Страбон:
…Диоскурия служит и началом перешейка между Каспийским морем и Понтом, и общим торговым центром для народов, живущих выше её и вблизи; сюда сходятся, говорят, 70 народностей…
В I веке до нашей эры в результате Митридатовых войн и последовавших за ними неурядиц Диоскурия потеряла своё значение. В 65 году до н. э. сюда пришли римляне, основавшие на месте греческой колонии крепость Себастополис (от греч. sebastos — священный и polis — город, греческое слово sebastos представляет перевод латинского «август» (в прошлом эпитет римских императоров), как считается, в честь императора Октавиана Августа, по гречески «себастоса», который родился 23 сентября 63 года до н. э., то есть после основания города и получившего имя Imperator Caesar Augustus 16 января 27 года до н. э. Крепостные сооружения Себастополиса сохраняли прочность 200 лет, а затем начали разрушаться. В VI веке на побережье вторглись византийцы и захватили крепость. При императоре Юстиниане I Себастополис был отстроен заново и пережил новый период расцвета. В 30-х гг. VIII века по землям Абхазии прокатились арабы, хотя они не смогли здесь обосноваться, зато успели разрушить город.
С 736 года поселение известно под названием Цхум в составе Абхазского царства. В средние века город Цхуми в составе Грузинского царства. К XIV веку превращается в периферийный городок Сабедиано. С XV века снова важный торговый порт Восточного Причерноморья и основной пункт генуэзской колонизации побережья.
С XVI в. территория Абхазии находится под властью турок: в 1578 году они захватили город, назвав его Сухум-Кале, В 1724 году крепость была перестроена.
С конца XVIII века по 1864 год город является столицей Абхазского княжества. Абхазы отбили крепость у турок, и владетельный князь Абхазии переносит в неё свою резиденцию. В 1805 году владетельный князь Абхазии Келешбей Шервашидзе-Чачба решает присоединить свою страну к России, по примеру картлийского и мегрельского царей. Но это удалось сделать только через 5 лет. 17 февраля 1810 года был подписан манифест о присоединении Абхазии к России.
В ходе Русско-турецкой войны 1806 — 1812 годов русский морской десант выбил турецкий гарнизон из города, занял местную крепость (см. Взятие Сухума) и утвердил власть российского императора.
В 1846 году Сухум-Кале получает статус торгового порта, а в 1848 г. статус портового города, который в 1866 году стал называться Сухумом. После упразднения Абхазского княжества в 1864 году стал центром Сухумского военного отдела (области) в подчинении Кутаисского генерал-губернатора, с 1866 города центр Сухумского округа Кутаисской губернии.
Во время Русско-турецкой войны (1877 — 1878) годов Турция попыталась отторгнуть Черноморское побережье от России. 2 мая 1877 года турецкий флот начал бомбардировку города и высадку десанта, русский гарнизон отступил. Обратное взятие Сухума отрядами генералов Бабича, Алхазова и Шелковникова было осуществлено 20 августа того же года.