Bauten und Münzprägung legen eine Gründung in hellenistischer Zeit nahe. Olympos war ein bedeutendes Mitglied des Lykischen Bundes.
Zu Beginn des 1. Jahrhunderts v. Chr. ereilte Olympos das gleiche Schicksal wie die nahe gelegene Stadt Phaselis - sie wurde von kilikischen Piraten erobert. Direkt an der Küste erhebt sich der steile Burgfels mit Resten der Befestigungsanlagen.

In den Jahren 77/78 v. Chr. eroberten die Römer die Stadt und setzten dem Treiben der Piraten ein Ende. Den Wohlstand, den die Stadt während ihrer Mitgliedschaft im Lykischen Bund erlebt hatte, erreichte sie auch in der römischen Kaiserzeit nicht mehr, obwohl noch einmal ein Aufschwung zu verzeichnen ist.  Berühmt war Olympos durch die nahe gelegenen "ewigen Feuer" der Chimaira, um die sich der Kult für Hephaistos, dem griechischen Gott des Feuers und der Schmiede,  rankte. Im 3. Jahrhundert n. Chr. wird Olympos noch einmal als Bischofssitz erwähnt – im 15. Jahrhundert verließen jedoch die letzten Einwohner endgültig die Stadt.

Lange Zeit war Olympos völlig vergessen. Die Stadt war durch einen Bachlauf in zwei Hälften geteilt. Die Reste einer Brücke sind noch auszumachen. Leider sind die noch bestehenden Bauten, wie z.B. ein kleines römisches Theater, die Reste eines Tempels aus dem 2. Jh. v. Chr. sowie eine Basilika aus byzantinischer Zeit stark verfallen und weitgehend überwuchert. Unübersehbar ist die Nekropole mit zahlreichen Gräbern, die jedoch nicht alle lykischen Ursprungs sind.

Während der Kreuzzüge im 11. und 12. Jahrhundert nahmen Venedig, Genua und Rhodos die Stadt ein. Mit großer Wahrscheinlichkeit nutzten sie dazu sowohl die Akropolis als auch die Genueser Burg am östlichen Ufer der Stadt, die sie auch zur Verteidigung ausbauten.
1346 und 1347 wurde neben mehreren Städten der Region auch Olympos von diversen Pest-Epidemien heimgesucht, die stellenweise bis zu 50 % der Bevölkerung auslöschten.
Mit der Einnahme durch die Osmanen im 15. Jahrhundert fand keine Besiedlung mehr statt.

Überlieferungen der lokalen Bevölkerung von Yazır zufolge baute um 1850 ein Mann namens Kıbrıslı Hacı Hasan auf der südlichen Hafenstraße eine Wassermühle, wozu er Baumaterial der antiken Gebäude benutzte.