У 1907 році на екрани вийшли фільми першої одеської кінофабрики. Саме тоді власник фотоательє М. Гроссман почав знімати перші вітчизняні фільми. Він створив кіноательє «Мирограф», яке потім переросло в кінофабрики.

У 1910-і роки М. Гроссман вже власник прокатної контори на Дерибасівській 18, фотограф і кінооператор починає знімати документальні та пізнавальні фільми.

У 1914 році виникає інше ательє — «Мізрах», в якому був знятий з акторами Єврейського Театру фільм «Життя і Смерть». Під час Першої світової війни зв’язок із зарубіжними партнерами буd порушений, а в Одесі виникають дрібні кіно-підприємства, серед яких і «Мирограф», який випустив за 1918 год 10 картин, і «Мізрах», який випустив чотири фільми в 1917 — 1918 рр.

«Мирограф» на дачній ділянці № 16 по Малофонтанской Дорозі (зараз Французький Бульвар) збудував невеликий скляний знімальний павільйон. Кінофабрика К. Борисова також обзавелася своїм павільйоном. Один з найбільших кінофабрикантів, харків’янин Д. Харитонов побудував найбільший в країні павільйон на ділянці № 33 на Французькому Бульварі для зйомок фільмів. В роки громадянської війни тут зосередилося все російське кіновиробництво і всі його зірки на чолі з Вірою Холодною.

У квітні 1919 року, коли до Одеси увійшли частини Червоної Армії, військові оператори зняли хроніку «Взяття Одеси». 23 травня 1919 за розпорядженням відділу народної освіти була націоналізована кіно і фотоапаратура всіх приватних студій.

Цю дату прийняли за день народження першої в країні державної кіностудії. Спочатку вона вважалася «Кіносекціє політвідділу 41-ї дивізії Червоної армії», а першим знятим тут художнім фільмом була стрічка «Павуки і мухи»

У 1922 році «кіносекцію» реорганізували в Одеську кінофабрику Всеукраїнського фотокіноуправління (ВУФКУ). У 1929-му — в Одеську кінофабрику «Українфільм», у підпорядкування якої перейшла Ялтинська фабрика і три Одеських фабрики. Слід підкреслити, що в Одесі починав свою творчу діяльність видатний український кінорежисер, письменник-публіцист Олександр Довженко.

Його першими фільмами були «Вася-реформатор» і «Ягідка кохання», а останнім, створеним на Одеській кіностудії — «Арсенал» (1929 р), який став хрестоматією, і сьогодні її вивчають всі кіно-вузи світу. У цьому фільмі знімався дуже популярний на той час актор — Амвросій Бучма, пам’ятник йому встановлений на території студії. В золотий фонд світового кінематографу Одеса ввійшла фільмом Сергія Ейзенштейна «Броненосець Потьомкін», який теж знімався в Одесі. Кіносценаристами на кіностудії працювали Юрій Олеша, Ісаак Бабель, Володимир Маяковський, Станіслав Радзинський, Юрій Яновський, Микола Бажан.

З 1938 — 1941 кіностудія отримала офіційну назву: Одеська кіностудія художніх фільмів. Саме на Одеській студії, яка перебувала на самому березі чорного моря, вперше у вітчизняному кінематографі був освоєний жанр маринистики. Вражали своєю пишністю декорації фільму «Садко», які були побудовані в Одесі. У фільмі «Кораблі штурмують бастіони» комбіновані зйомки вражаючих морських баталій були виконані настільки реалістично, що вражали своєю достовірністю.

Свої перші картини в Одесі ставили такі майстри кіно, як І. Перестиани, В. Строєва, В. Браун, Г. Рошаль, К. Юдін, Н. Охлопков, І. Кавалерідзе та інші. На студії працював оператором Д. Демуцький. У роки Великої вітчизняної війни студія була евакуйована в Ташкент, і частково — в Алма-Ату. Одеські кінематографісти брали участь в роботі цих кіностудій. Зокрема, були створені такі чудові фільми, як «Два бійці», «Насреддін в Бухарі», «Людина № 217», «Я — чорноморець», в новелах для бойових кіноматографічних збірок.

На фронті загинуло багато працівників студії: режисери, оператори, актори, робочі, техніки. Серед них медсестра Гуля Корольова, яка виконувала головну роль у фільмі «Дочка партизана». У 1941-му в добровольці записалися багато працівників студії на чолі з її директором Познанським. Хтось загинув, залишившись в облозі Одеси.

На території студії знаходиться пам'ятник загиблим кінематографістам. Щороку 9 травня, і в день звільнення Одеси, до цього пам'ятника несуть живі квіти, як данину поваги загиблим товаришам, як знак скорботи.

Після звільнення Одеси на базі колишньої кіностудії організували Чорноморську кінофабрику, обслуговуючу знімальні групи, які приїздили з Москви, Ленінграда, Києва та інших міст. Але починаючи з 1954 р. кіностудія знову знімає свої фільми. Так на Одеській кіностудії був знятий знаменитий фільм «Жага», який розповів про один з яскравих і трагічних епізодів оборони Одеси.

Своє відродження Одеська кіностудія почала фільмом, який став знаменним не тільки для неї, а й для всієї країни. На екрани виходить кінокартина «Весна на Зарічній вулиці», знята режисером-початківцем Марленом Хуцієвим за сценарієм молодого кінодраматурга Фелікса Міронера. Після війни на кіностудії працювали Василь Шукшин, Петро Тодоровський, Станіслав Говорухін, Кіра Муратова, Георгій Юнгвальд-Хилькевич і інші. В Одесі зіграли перші великі ролі в кіно Євген Євстигнєєв і Олег Даль, Василь Шукшин і актор Володимир Висоцький, Анатолій Папанов і Лариса Удовиченко.

Коли на країну знову опустилася «залізна завіса», Одеська кіностудія здійснює прорив. На світовий екран виходить кінострічка «Вірність», режисерський дебют оператора «Весни на Зарічній вулиці» Петра Тодоровського. Робота отримує головну нагороду Венеціанського фестивалю (1965 р.)

У 1967-му на Одеській кіностудії знімається фільм Станіслава Говорухіна «Вертикаль» з піснями Володимира Висоцького. У тому ж році Висоцький зіграв тут свою першу головну роль в кіно — у Кіри Муратової в «Коротких зустрічах».

У 1979-му піком акторської кар’єри Висоцького став фільм «Місце зустрічі змінити не можна». У музеї Одеської кіностудії дбайливо зберігається один з найдорожчих експонатів — плащ і капелюх Гліба Жеглова.

У 70 — 80-х роках за кількістю випущених фільмів одесити в першій трійці провідних кіностудій країни.

У 2005 р — Одеська кіностудія була реорганізована в ЗАТ (державі належить контрольний пакет акцій). За кілька років, завдяки інвесторам, вдалося відреставрувати будівлю і павільйони старого кіно підприємства, придбати нове обладнання. Одеська кіностудія — улюблене місце творчості багатьох відомих режисерів близького і далекого зарубіжжя. Сьогодні Одеська кіностудія надає послуги вітчизняним і зарубіжним кінокомпаніям. Ведеться активна робота і майстер-класи для творчої молоді з акторської майстерності, основ операторської роботи, телерепортажу і т.д.