Selon Hérodote (VII, 33), la cité est fondée par les Éoliens. Elle est fameuse pour la légende de Héro et Léandre qui s'y rattache. Au , elle est la possession de l'Empire achéménide. C'est à Sestos qu'est installé le pont de bateaux de Xerxès I, en , au début de la Seconde guerre médique, reliant l'Asie à l'Europe. Après la bataille du cap Mycale (automne ), Athènes assiège Sestos et s'en empare après un hiver.