Il y a 200 millions d'années, à l'emplacement de Cassis il n'y a que la mer.
Vers moins 125 millions d'années n'y a encore que la mer, mais peu profonde, ce qui provoque un dépot de coquilles et de sédiments qui formèrent des calcaires urgoniens. Pourquoi cette information? Simplement parceque ces dépots ont donné la Pierre de Cassis, pierre utilisée largement dans la région (par exemple pour la fabrications d'éviers, du phare de Cassis ou de celui de Planier à l'entrée de la rade de Marseille) mais aussi dans les 4 coins du monde : les quais d'Alexandrie, de Port Saïd et le socle de la Statue de la Liberté! 
 

Les premiers habitants sont certainement arrivés par la mer et devaient vivre de celle ci, riche en poissons. Les terres par contre étaient et sont peu cultivables; elles sont aujourd'hui utilisées en majeur partie par des vignobles très réputés.

Ces premiers habitants peuvent être datés du Vème siècle avant J.C. sur la Couronne de Charlemagne mais rien ne permet de l'affirmer. Ce que l'on peut dire néanmoins, c'est qu'il serait étonnant que les navigateurs phocéèns et phéniciens n'aient pas utilisé les anses de Cassis pour faire des haltes ou se protéger du vent. Marseille, la célèbre cité phocéènne fut créée vers moins 600.

Les premières traces du nom de Cassis apparaissent cependant bien plus tard. Lors du Ier siècle avant J.C., les romains dressèrent une liste des ports de Méditérranée, sur cette liste apparait Carsicis Portus, le Cassis d'aujourd'hui. A cette époque Cassis ou plutot Carsicis Portus vivait de la pêche de poissons, mais aussi de corail ensuite vendu à Rome.

Au Xème siècle, avec le déclin de l'empire romain, les barbares ont certainement détruit Carsicis Portus et seuls quelques pêcheurs ou argiculteurs ont dû rester sur ce lieu. Ces derniers se sont réfugiés sur les hauteurs, le site choisi pour se regrouper se prénommait Castrum Carsicis, cela ne devait rien avoir d'un château mais devait plutôt être un petit village délimité. 
 

Cassis fait alors partie de la baronnie d'Aubagne qui appartient à l'Eglise de Marseille.

En 1376 le pape Grégoire d'Avignon y fait une halte, certes forcée par les vents, c'est à l'occasion de cet évènement que la première chapelle fût érigée. C'est aussi vers la fin du XIVème siècle que Francois de Baux fait construire des remparts, un pont levis, un puit et une église du nom de St Michel sur le site de Castrum de Cassitis. Cette ville fortifiée compte alors une cinquantaine de maisons à l'intérieur des remparts.
Le Burgus de Cassitis, aussi appelé Lucus de Cassitis, n'est lui, entouré que d'une simple barrière et doit compter entre 500 et 1000 habitants. Il devait y exister alors une chapelle. Le port principal de Cassis est probablement à cette époque l'actuel Port Miou, bien mieux protégé du vent que la plage de la grande mer qui est grande ouverte au vent du large.

En 1524, pendant le conflit entre Francois Ier et Charles Quint, l'armée du connétable de Bourbon pillent la ville qui ne reçoit aucune aide des communautés alentours.

Au cours du XVIème siècle, malgré les guerres de religion, Cassis se reconstruit peu à peu et redevient prospère vers le début du XVIIème siècle. Cassis compterait alors près de 3000 habitants. Cet accroissement spectaculaire pourrait venir de la fuite de la peste qui frappa Marseille en 1580 et 1649, mais peut être plus simplement de l'attrait que représentaient les ressources agricoles de Cassis qui insita de nombreuses familles à y acheter des terres.
C'est à cette époque que le château a commencé à se dépeupler au profit de Locus de Cassitis, modernisée en Cassis le Vieux. La mer a reculé et dégagé la place Cendrillon, c'est là qu'on y installera les lavoirs. Les maisons basses deviennent à 1 voir 2 étages avec éventuellement des boutiques ou ateliers en rez de chaussée. On fit construire la chapelle de Port Miou consacrée à Notre Dame de Santé pour avoir été épargné de la peste qui avait ravagé Marseille. 
Les constructions du XVIIème sont nombreuses, c'est en 1623 que la décision fut prise de construire la digue qui protègera du vent du large et permettra enfin l'établissement du port actuel. Par contre ce n'est qu'au XVIIIème siècle que la ville se dota pour la première fois d'un hôtel de ville: en 1754 la famille Bayot céda sa demeure à la communauté qui la transforma en hôtel de ville.

En 1789 Cassis est peuplée d'environ 2000 habitants. Les cassidains instituent un tribunal de pêche à Cassis. En 1791 Cassis devient le chef lieu du Canton qui englobe Ceyreste, la Penne et Roquefort mais 10 ans plus tard elle perdra son titre pour être rattachée au canton de la Ciotat. 

L'église actuelle St Michel ne fut construite qu'en 1859 dans un style Roman. En fait, l'ancienne église Notre Dame de la Mer qui fut "réparée" maintes fois était en piteux état, mais les paroissiens refusaient de l'abandonner. C'est une innondation en 1858 qui rendit la vieille église complètement impraticable et qui décida enfin le début des travaux de construction d'une nouvelle église consacrée à St Michel.

Pendant le XIXème siècle la population, environ de 2000 habitants, reste stable voir diminue pour migrer vers la ville. Par contre dans la 2ème moitié du XXème siècle, à l'après guerre dans les années 50-60, les automobiles (qui permettaient aux personnes de travailler en ville et d'habiter à la campagne) mais surtout le tourisme ont fait grimper la population jusqu'à 8000 habitants en ce début du XXIème siècle !