Som en by med historie tilbake til oldtiden og antikken, liggende utenfor østkysten, var Mytilene opprinnelig begrenset til en liten øy som først senere ble en del av øya Lesbos, noe som også dannet den nordlige og sørlige havnen. Mytilene var i konkurranse med Methymna nord på Lesbos på 600-tallet f.Kr. om lederskapet for og ble deretter sentrum for øyas framgangsrike innland. De mest kjente borgerne av byen var poetene Sapfo og Alkaios, og statsmannen Pittakos av Mytilene, den ene av «De syv vise».