Romerne kalte Østersjøen etter det germanske folket svebere eller etter samaterne. Da vikingene seilte over sjøen kalte de den ( navngis for eksempel i Heimskringla). Siden overtok hansaen i Middelalderen. Danmark og Den tyske orden var viktige østersjømakter fram til den svenske stormaktstiden, da Sverige tok over som regionens ledende stat. Under Krimkrigen (1854–1856) førte Frankrike og Storbritannia fram sine krigsflåter på Østersjøen da de angrep Sveaborg i konflikten med Russland. I 1871 ble Tyskland forent og store deler av Østersjøens sørkyst ble tysk. Under andre verdenskrig ble Østersjøregionen igjen åsted for konflikt, da Tyskland og det daværende Sovjetunionen okkuperte Polen og de baltiske statene. Verdens største skipskatastrofe inntraff den 30. januar 1945, da fartøyet «Wilhelm Gustloff» ble torpedert utenfor Stolpmündebankene sør i Østersjøen og tok med seg over 9000 mennesker ned i dypet. Under den kalde krigen lå Østersjøen i grenselandet mellom øst og vest. I årene 1969–1988 var det uenighet mellom Sverige og Sovjetunionen om grenseoppdragingen til havs i Østersjøen.