בעיר ישנה קהילה גדולה של יהודים. על פי מפקד אוכלוסין משנת 1897 חיו באודסה 124 אלף יהודים שהיוו 30.5% מכלל האוכלוסייה (שעמדה על 404 אלף תושבים). רוב מוחלט של יהודי המקום נרצחו באכזריות בטבח אודסה בתקופת השואה. כמות היהודים שנותרה הייתה קטנה. משנות ה-70 של המאה ה-20 מספר היהודים הלך ופחת. בתחילת שנות ה-90 היו היהודים כ-5% מסך התושבים. עם העלייה מברית המועצות לשעבר בשנות ה-90, פחת המספר משמעותית. נכון לשנת 2015 חיו בעיר כ־40,000 יהודים, פחות מ-1%.