Il nucleo più antico della città, costituito dall'isola d'Ortigia, fu popolato nella preistoria dai Siculi. Nel 734 a.C. questi furono cacciati nell'entroterra da un gruppo di coloni greci provenienti da Corinto, capitanati da Archia, che fondò la città, il cui nome pare derivasse da quello di una palude (Syrakousai), situata nelle vicinanze di essa.

Dopo un periodo d'assestamento politico-economico e d'espansione territoriale, Siracusa divenne uno dei centri più importanti del mondo greco, pari per importanza solo ad Atene.

I corinzi guidati da capi lungimiranti e culturalmente evoluti costruirono un gran numero di templi e di edifici che oggi testimoniarono l'immortale matrice greca di Siracusa. Fra questi, il forestiero può ammirare le seguenti grandiose testimonianze:

• Il Tempio di Athena, le cui colonne sono visibili sulla fiancata della Cattedrale di Piazza Duomo. 
  
• Il Tempio di Giove, il più antico tempio della civiltà greca in Italia, situato nei pressi del fiume Ciane ed oggi noto come "Tempio delle due colonne", poiché solo due enormi colonne restano a testimoniarne la grandezza.
  
• Il Tempio d'Apollo, è situato all'ingresso d'Ortigia subito dopo il ponte che collega l'isola alla terraferma. 
  
• Il Teatro Greco, dove oggi, con cadenza annuale, rinomate compagnie teatrali rappresentano le intramontabili tragedie e commedie dell'antichità classica.

Il materiale per le costruzioni fu ricavato da cave di pietra, chiamate latomie, nelle quali lavoravano schiavi e prigionieri di guerra. Ora la città conta ben 12 latomie, tra cui la latomia dei Cappuccini e la latomia del paradiso, situata al centro del parco archeologico della Neapolis ed ove può essere ammirata una grotta a forma di padiglione auricolare, dotata di particolari proprietà acustiche, che Michelangelo da Caravaggio denominò Orecchio di Dionisio.

Al periodo greco risale anche il primo assetto urbanistico della città. In seguito all'espansione sulla terraferma, si aggiunsero ad Ortigia altri quattro quartieri: Akradina, Tiche, Neapolis, Epipoli, da qui il nome di Pentapolis (=città dai cinque quartieri), riuniti da un'unica cinta di mura lunga 28 km, costruita durante la tirannia di Dionisio I, le cosiddette mura Dionigiane.

Durante la seconda guerra punica Siracusa, alleatasi con Cartagine contro Roma, fu espugnata da Marcello, nonostante i mezzi di difesa apprestati del grande matematico e fisico Archimede che per tre anni tenne in scacco l'armata romana.