Если на суше войска византийцев терпели поражения от арабов, то на море «греческий огонь» давал превосходство византийскому флоту над противником. Благодаря ему в 718 году была одержана крупная морская победа над арабами. В 941 году византийцы с помощью «греческого огня» разгромили подошедший к Константинополюфлот князя Игоря Рюриковича. Греческий огонь применялся против венецианцев во время Четвёртого крестового похода (1202—1204). Секрет приготовления «греческого огня», называвшегося также «огнем Каллиника», хранился в строгой тайне, однако после завоевания Константинополя рецепт изготовления греческого огня был утерян. Известно что нефть для огня с XI века добывалась на Таманском полуострове. В 1106 году греческий огонь был применён против норманнов во время осады Дураццо(Диррахия). В XII веке греческий огонь известен был уже и англичанам, так как англы издавна несли службу в Византии в т. н. «варяжской гвардии».
«Греческий огонь» также употреблялся при осадах крепостей. Некоторые исследователи, на основании анализа русских летописей, делают выводы о том, что греческий огонь был знаком русичам и половцам. Также, по некоторым сведениям, греческий огонь стоял на вооружении у армии Тамерлана. Последнее упоминание об использовании греческого огня относится к осаде Константинополя в 1453 году Магометом II: несмотря на широкое развитие к тому времени у турок артиллерии, с помощью греческого огня византийским гарнизоном сожжены были турецкие суда в заливе Золотой Рог.
После начала массового применения огнестрельного оружия на основе пороха, «греческий огонь» потерял своё военное значение, его рецепт был утрачен в конце XVI века.