Poti a été fondée, selon Strabon, au VII^e siècle avant Jésus-Christ en tant que colonie grecque de Colchide par des colons venant de Milet. Elle fut nommée Phasis, à l'endroit où le fleuve Phase (d'où vient le nom du faisan), aujourd'hui Rioni, un des plus grands cours d'eau de l'ouest de la Géorgie, se jette dans la mer Noire. Pour les anciens Grecs, il marquait la limite de l'Europe et de l'Asie. Du temps d'Ammien Marcellin, il y avait une garnison de 400 soldats et un temple réputé voué à la déesse Cybèle.

Ensuite, la forteresse fut la partie la plus orientale du royaume du Pont. Après avoir été protectorat romain, la région est finalement annexée par les Romains, en 63 après JC. La ville est un point commercial important avec l'orient. Sous la période byzantine, Phaisis dut lutter plusieurs fois contre les envahisseurs, notamment les Perses sassanides au VIe siècle. Pendant les siècles suivants, Phaisis (appelée Fasso par les commerçants génois (qui l'occupent pendant le XIVe siècle) sert de port commercial avec le royaume de Géorgie, situé plus à l'est. La ville commence à être citée dans les sources géorgiennes sous le nom de Poti, ou Castrum Poti (du roi Poto, fils du roi Adelchi).

En 1578, Poti ou Phaisis est prise par les Ottomans qui la nomment Faş, édifient une nouvelle forteresse et font du port un marché d'esclaves important. Une armée de princes géorgiens des principautés occidentales de cette région prend la ville à son tour en 1640, jusqu'en 1723 où elle est reprise par les Turcs. Les Russes, qui se considèrent comme protecteurs des chrétiens orientaux et ont des objectifs stratégiques en mer Noire, tentent vainement à plusieurs reprises de libérer Poti du joug ottoman. Le traité de Bucarest de 1812 confirme la possession de Poti aux Turcs de la Sublime Porte, tandis que la diplomatie anglaise, craignant pour la route des Indes, s'oppose aux Russes dans le Grand Jeu.

Après la guerre russo-turque de 1828-1829, les Russes chassent les Ottomans de Poti et l'intègre progressivement à l'Empire russe. Elle obtient le statut de ville-port plus tard en 1858 et sera reliée par le chemin de fer à Tiflis (aujourd'hui Tbilissi en 1872. Lorsque le maire de la ville (de 1894 à 1912), Niko Nikoladzé, fait reconstruire le port, Poti se couvre d'édifices modernes, dont une grande cathédrale de style néo-byzantin (1906). À l'époque, Poti était l'un des principaux ports de l'Empire russe en mer Noire pour l'exportation de charbon et de manganèse.

Après la révolution russe de 1917, la Géorgie connaîtra une brève période d'indépendance. Poti sera envahie par l'Armée rouge, le 14 mars 1921, et dès lors son destin sera lié à celui de l'U.R.S.S.. Le port sera de plus en plus industrialisé au cours du XXe siècle, ce qui fera venir des travailleurs d'autres nationalités, caucasienne ou non.