Ayvalık Plyosen-üçüncü zaman sonu ve Kuaternen’de- dördüncü zaman başı Egeid isimli parçasının çökmesi sonucu oluşan alan üzerinde kurulmuştur. Bu dönemlerde Ayvalık önünde yer alan adalar grubuna (22 ada) “Hekatonnesoi” denilmekteydi. Bu isim Nesos kentinin baş tanrısı olan Apollo’dan gelmektedir. Yapılan araştırmalarda Ayvalık’ın önünde yer alan adalar grubunda Yunan sömürgeleri bulunmaktaydı  ve Ayvalık bugün bulunduğu yere sonradan taşınmıştır

Strabon kitabında çevreyi Lelegler, Pelasgler ve Karialıların yerleşim yeri olarak göstermiştir. Karialılar bulundukları bölgelerden göç etmek zorunda kalınca Anadolu ya göç etmek zorunda kalmışlar,Ayvalık ve çevresindeki adalara yerleşmişlerdir.

    Strabon iddiasını adı gecen kavimlerin denizcilik ve korsanlıkla geçinmeleri, bölgede gemi yapımı için uygun ağaç miktarının fazlalığı ve bölgede bakır, kurşun gibi madenlerin bolca bulunması ile güçlendirmektedir.
Ayvalık’la ilgili olarak Piri Reis’in Kitab-ı Bahriye’sinde Yunt (Bugünkü Cunda) adaları hakkında bilgiler bulunmasına rağmen Ayvalık’la ilgili bilgiye rastlanmamıştır. Seyyid Nuh’un Atlas’ında, III Ahmet’in 1726 yılında hazırlatmış olduğu Önasya haritasında bu bölgeye ilişkin

geniş bilgiler bulunmasına rağmen Ayvalık’a ilişkin bir bilgiye rastlanmamıştır.. Evliya Çelebi’nin Seyahatnamesi’nde Ege Kıyıları’nın tamamını gösteren harita da Ayvalık hakkında bir bilgi ya da yerleşim yerinden bahsedilmemiştir

   Ayrıca Aiol kalıntılarına da rastlanmıştır. Bu görüşe göre ise İ.Ö. 1500 yıllarında Yunanistan’ dan gelenler Anadolu sahillerinde ve adalarında bir şehir kurmuşlardır. Bu kavme Aiol deniyordu. Bunlar Çanakkale’den Gediz’e kadar Midilli dâhil 12 kent kurmuşlardır.

Bu 12 kentten biri de Cunda adasının doğusundaki sahilde kurulmuştu. Ve bu kent Büyük İskender’in Anadolu’yu zapt ettiği tarihe kadar ayakta kalmayı başarmıştır.
    Doğan Aka ise “Ayvalık İktisadi Coğrafyası” adlı kitabında, kentin 1430–1440 yılları arasında askeri amaçlarla kurulduğunu yazmıştır.

İlk tarihsel bilgi 1768 tarihli Karesi Mufassal tapu-tahrir defterindeki bir risaledir. Daha sonra Ayvalık hakkındaki ilk belgeye Topkapı Müzesin de rastlanmaktadır. Arşivdeki 1186 Hicri tarihli (1772) ve 10907 nolu fermanda. “Ayvalık Rumlarının Voyvodalarından memnuniyetlerine dair ilam” yazılmaktadır

1750–1760 yılları arasında Adalardan, Yanya’dan ve Yunanistan’dan gelen Rumlar önce Kabakum, Eğribucak, Küçükköy yerleşimlerine ve sonra kentin bulunduğu bölgeye yerleşmişler. Gelenlerin memnuniyeti bölgeye göçü hızlandırmış artan nüfusla beraber küçük bir köy olan Ayvalık kaza olmuştur.

Ayvalık’ın kuruluşu ile ilgili, farklı görüşler bulunmaktadır. İlias Venezis’e göre Ayvalık kaçakçıların barınmak amacıyla kurdukları bir kentti. Tarihçi Yorgi Sakkaris’e göre ise kenti korsan saldırılarından kaçan Hıristiyanlar kurmuştu.
    Venezis ise göre ise kaçakçılar, zaten var olan Ayvalık kentinde yaşamayı tercih etmişlerdir

Ayvalık, Osmanlı İmparatorluğu ile Rusya arasında 1774 tarihinde imzalanan Küçük Kaynarca Antlaşmasından sonra hızlı bir gelişme göstermeye başlamıştır. Anlaşma gereğince kıyı bölgelerine konsolosluklar kurulmasına izin verilmesi, kentte ticari faaliyetlerin ve hareketliliğin artmasını sağlamıştır.

  1740 yılında banker Saroz Petraki’nin etkinliği ve Rahip İkonomos’un çabaları sonucu Padişahtan özerklik beratı alındı. Fermana göre Ayvalık’lı Türkler şehri terk edecek kasabada özerk bir Rum belediyesi kurulacaktı. Bu Rumlara verilen ilk fırsattı. Özerklik Küçük Kaynarca Antlaşmasının ortaya çıkarmış olduğu bir sonuç olarak kabul görürken, bu özerkliği Papazın “etkisine” bağlayanlarda yok değildi. Etkinliğin nedeni Osmanlı donanmasının komutanlarından Cezayirli Hasan Paşa Çeşme’de Ruslarla yapılan deniz savaşında gemisi yanınca, Çanakkale’de donanmaya yetişmek için karayolu ile (bazı yazarlara göre deniz yolu ile) Ayvalık’a gelir. Papaz İkonomos Hasan Paşayı bir hafta ağırlar ve Çanakkale’de donanmaya yetiştirir. Hasan Paşa sarayda Sadrazamlığa yükselince ziyaretine gelen Papaz İkonomos’a duyduğu minnettarlık sonucu özerklik belgesini verdiği söylenir.

 Özerkliğin ana maddeleri şunlardır. (Aka, D 1944) Ayvalık İktisadi Coğrafyası)
1. Ayvalık’ta yerleşmiş olan Türk aileleri Ayvalık şehrinden çıkarılarak civar mahallelerde
    oturmaya mecbur tutulmuş, Türklerin Ayvalık merkezinde oturmaları yasaklanmıştır.
2. Ayvalık muhtar ve müstakil bir idareyle yönetilecektir.
3. Kazanın idaresi gümrük işlerinin eline geçecek buna karşılık Osmanlı hükümetine her
    sene 48.000 kuruş vergi ödenecektir.
4. Vali Türk olacak, ancak halk tarafından seçilecek ve görevine son verilebilecektir.
5. Hâkimler Türk olacak fakat maaşları Ayvalık’tan ödenecektir.
6. Askeri komutan ne Ayvalık’ta kalabilecek ne de Ayvalık’tan geçebilecektir.
7. Ayvalık aşar vergisinden muaf tutulacak, buna mukabil her mal sahibi her zeytin ağacı
    için 2 akçe verecektir