Адыгейское (натухайское) название местности «Хьулыжьий», означающее «маленькое пастбище» (поляна), вероятно, при заимствовании турками приобрело форму «Келенджик» (некоторыми исследователями переводится с турецкого как «невесточка»), а русскими было воспринято как «Геленджик».

Черноморское побережье Кавказа заселено со времен глубокой древности. В районе п. Светлого были найдены остатки нижнепалеолитского поселения (4 тыс. лет до н.э.), это самый северный пункт распространения кавказских памятников ашельского времени. В окрестностях Геленджика были обнаружены остатки поселений эпохи бронзы и многочисленные сооружения из каменных плит — дольмены (3–2 тыс. лет до н.э.). В районе современного Геленджика располагались античные и средневековые поселения, упоминавшиеся в трудах историков и географов: древнегреческая колония Торик, римская гавань Пагры, византийское поселение Ептала и генуэзская фактория Мавролако, а также многочисленные поселения и некрополи местных племен, существовавшие в районе Геленджикской и Рыбацкой бухт и предгорье Маркхота. В конце XV века древнегреческое поселение Торик — турецкий порт.

В средневековье на этом участке Черноморского побережья жили племена зихов, впоследствии — их потомки, адыгейские племена натухайцев и шапсугов. Адыгейское (натухайское) название местности «Хьулыжьий», означающее «маленькое пастбище» (поляна), вероятно, при заимствовании турками приобрело форму «Келенджик» (некоторыми исследователями переводится с турецкого как «невесточка»), а русскими было воспринято как «Геленджик».

В ходе Кавказской войны XIX века для защиты побережья была создана Черноморская береговая линия. На южном берегу Геленджикской бухты в устье р.Куплези (Су-Аран) русским генерал-майором В. А. Берхманом в 1831 году основано Геленджикское укрепление. В 1854–56 гг. в ходе Крымской войны крепость была взорвана и оставлена как гарнизон. В 1864 году на его месте возникла станица Геленджикская Шапсугского казачьего батальона. После вывода с побережья Шапсугского батальона в 1871 году станица была преобразована в село, жителями которого стали переселенцы из различных губерний России и других стран. К концу XIX — началу XX в. на территории современного города Геленджика, кроме села Геленджик, существовали поселок Цемзавода Франко-Русской компании и дачное место на Тонком мысу, позднее получившее название Солнцедар. На территории Солнцедара возникли первые здравницы: частный санаторий «Надежда», морской частный курорт «Борисово» и дачные усадьбы состоятельных людей и представителей интеллигенции, библиотеки и археологические коллекции которых послужили основой для будущих культурных учреждений геленджикского курорта (городской и районной библиотек, краеведческого музея). Такие же дачные усадьбы существовали и на Толстом мысу. Некоторые сохранившиеся здания бывших частных дач и усадеб являются памятниками архитектуры конца XIX — начала XX в. В 1913 году в Солнцедаре за счет благотворительных акций жителей Кубани был организован первый Детский костно-туберкулезный санаторий им. Н. И. Пирогова. К 1912 году на берегах Геленджикской бухты сформировались два курортных поселения: Геленджик (юго-восточный берег бухты) и Солнцедар (Тонкий мыс), связанные шоссе и морским транспортом не только между собой, но и с другими городами Черноморского побережья. В этот же период на базе местных природных ресурсов (мергель, горные леса) на окраине Геленджика существовали цементный и паркетный заводы зарубежных компаний, продукция которых вывозилась морским путем, для чего были сооружены небольшие причалы, а в 1897 году построено здание переднего створного маяка, обозначавшее фарватер входа в бухту, — редкий памятник транспортной архитектуры конца XIX в. Территории Геленджика и Солнцедара в границах 1912–15 гг. можно по праву считать историческими центрами современного города.

4 декабря 1915 года селение Геленджик Черноморской губернии было преобразовано в город, который, наряду с Солнцедаром, формируется как климатический курорт. Их благоустройству активно содействовали возникшие в тот период «Общество дачевладельцев» и «Общество содействия развитию и благоустройству Геленджика». Строились курзалы, церкви, благоустраивались набережные и пляжи. В результате революционных преобразований 1917 года, перераспределения собственности и земель, на базе бывших частных дач Солнцедара в 20-е годы возникло Курортное Объединение «Солнцедар», включавшее 5 санаториев и подсобное хозяйство «Лечхоз». Объединение входило в систему Краевого Курортного Управления («Курупр»). К 1925 году в Геленджике была открыта курортная поликлиника, размещенная в бывшей даче Вишневецкого (памятник архитектуры, ныне — пансионат «Фонтон»). На базе ликвидированных предприятий зарубежных компаний возникли Кургородок «Солнце» и ведомственный дом отдыха (ныне — пансионат «Кавказ»). На базе бывших частных дач начали формироваться и другие здравницы.

Параллельно развивалось и пригородное сельское хозяйство: в 30-х годах организован ряд колхозов, а на базе бывших виноградарских хозяйств Фирсовых и Бойко — винсовхоз «Геленджик». Двадцатые-тридцатые годы XX в. — период дальнейшего развития курорта и сельского хозяйства. С 1920 года Геленджик является районным центром обширного Причерноморского района. В 1940 году Солнцедар одним из первых в крае получил статус курортного поселка (одновременно с Горячим Ключом, Хостой и Адлером).

В годы Великой Отечественной войны (1941–45 гг.) Геленджик стал прифронтовым городом — ближней базой армии и флота в операциях по освобождению Новороссийска (1942–1943 гг.). Здравницы Геленджика, Солнцедара и других курортов были преобразованы в госпитали или использовались для размещения штабов, личного состава частей Северо-кавказского фронта и Черноморского флота. Города, окрестности подвергались бомбардировкам и разрушениям. Курорту был нанесен существенный ущерб. Кроме того, для военно-оборонительных целей снесли некоторые строения и виноградники. Особенно пострадал Солнцедар, где при активной помощи гражданского населения были сооружены военные аэродромы, в том числе для гидроавиации. На Тонком мысу до настоящего времени сохранился и используется гражданской авиацией бывший военный аэродром; на месте бывших лечебных пляжей — база гидроавиации, используемая ныне как филиал Таганрогского авиазавода. Ряд ценных курортных территорий остался с 40-х годов в пользовании Министерства обороны и силовых ведомств. В результате этого в послевоенный период затормозилось развитие Солнцедарского курорта, и в 1962 году этот курортный поселок включен в состав города Геленджика, одновременно преобразованного из сельского районного центра в город краевого подчинения с обширной пригородной зоной (в границах бывшего района). Население Геленджика в 1897 году составляло 1,8 тыс. человек; в 1924 году — 4,5 тыс. человек; в 1939 году — 10 тыс. человек; в 1979 году 49 тыс. человек; в 1997 году — 52,7 тыс. человек.

В настоящее время Геленджик является одним из крупнейших природно-климатических курортов Черноморского побережья Кавказа, где отдых организован на высоком уровне. Множество комфортабельных санаториев проводят лечение больных с заболеваниями сердечно-сосудистой и эндокринной систем, органов дыхания и движения. В Геленджике действуют предприятия пищевой промышленности, а также строительные, монтажные, транспортные предприятия. В городе имеются морской порт и аэропорт, автовокзал. Город Геленджик является научным центром России по изучению южных морей.