Strabo en Homerus meldden dat de provincie Pamphilia, waartoe ook Antalya behoorde, vanaf het 5e millennium v.Chr. bewoond was. In tegenstelling tot Lykië met zijn soms ruige bergen was en is Pamphilia een vruchtbaar, vlak gebied met voldoende water. De provincie strekte zich uit tot het verder naar het oosten gelegen Silifke, waar de provincie Kilykië begon. De naam Pamphilia betekent zoveel als 'land van de volken' en verwijst naar de verschillende Griekse volkeren die hier later woonden. Antalya werd in de 2e eeuw v.Chr. door Attalos II van Pergamon gesticht als havenstad. Vóór die tijd werd het gebied wel bewoond maar van een stad was geen sprake.
Door de gunstige natuurlijke omstandigheden werd de stad, toen nog Attaleia geheten, de belangrijkste haven aan de zuidkust. Attalos c.s. moest al snel zijn meerdere erkennen in zeerovers, die op hun beurt de benen namen voor de Romein Servilius en diens manschappen. Antalya beleefde vervolgens een welvarende periode. Toen ten tijde van de Byzantijnen omringende steden als Aspendos, Side en Termessos met economische problemen kampten. De bijbel, Handelingen 14: 25-26 beschrijft bijvoorbeeld hoe de apostel Paulus op zijn eerste zendingsreis (46-48 n.C.) via deze stad reisde, toen Attalia genoemd. De kruisvaarders gebruikten de haven om naar Palestina te varen. Begin 13e eeuw kwam Antalya onder Seltsjoeks bestuur. De Osmanen namen de macht eind 14e eeuw over en behielden die tot 1923.
Waarna het uiteindelijk deel ging uitmaken van de republiek Turkije. Antalya is ook mede bekend vanwege zijn heerlijk zoete sinaasappelen, die daar samen met andere citrusvruchten overvloedig te vinden zijn.