Les origines de la ville remontent à la Haute Antiquité et aurait été fondée, selon la légende, par un Argonaute du nom de Cius (Kios), dont elle prit le nom.

Cette colonie grecque était surtout peuplée de commerçants, originaires de Milet. Prise et détruite par Philippe V de Macédoine (220-178), elle fut relevée par Prusias Ier (237-192), roi de Bithynie, qui lui donna le nom de Prusia ad Mare.

A l’époque byzantine, elle était connue sous le toponyme de Chios. En 1204, la ville fut pillée et détruite par les Croisés latins. Prise par le sultan ottoman Ohran en 1339, il y fit construire un arsenal maritime et elle prit le nom de Gemlik.

De 1920 à 1922, la ville a beaucoup souffert de l'occupation par l’armée grecque et les musulmans furent massacrés et les survivants expulsés. La ville fut libérée après le traité de Mudanya en 1922 et après le traité de Lausanne en 1923, la population orthodoxe de la ville a été obligée de s’en aller. Elle a été remplacée par les réfugiés musulmans de Grèce, de Bulgarie et de Géorgie.

En dépit de son long passé, Gemlik ne conserve pas beaucoup de vestiges, sinon quelques ruines byzantines sur le plateau dominant la ville à l’ouest.
Près de la plage, on peut y voir un tombeau en marbre, du IVe siècle avant J.C. qui fut découvert à l’ouest de Gemlik.

Au-delà de Gemlik, la route donnant accès au port, se prolonge jusqu’à la plage de Kumlar à 8 km. Gemlik est connue pour la bonne qualité de ses olives, qui y sont largement exploitées.