Своим возникновением Одесская духовная семинария обязана архиепископу Гавриилу (Розанову), выдающемуся иерарху, богослову и проповеднику, который в 1837 г. был назначен архипастырем новообразованной Херсоно-Таврической епархии с архиерейской кафедрой в Одессе.

1 октября 1838 г. состоялось торжественное открытие Одесской (до 1871 г. — Херсонской) духовной семинарии. Первым ректором был назначен известный ученый-востоковед, преподаватель Ришельевского лицея, магистр богословия архимандрит Порфирий (Успенский), впоследствии епископ Чигиринский.

В семинарии изучался широкий круг предметов — наряду с богословскими и церковно-историческими дисциплинами преподавались и светские науки, особое внимание уделялось языкам.

Первоначально семинария располагалась на углу Александровского проспекта и Почтовой улицы. В 1903 году она получает новое здание на улице Канатной.

В 1920 г. приказом № 52 Губернского отдела народного образования семинария была закрыта. Прекрасное семинарское здание с уникальной библиотекой было разграблено и передано Одесскому сельхозинституту, который располагается там до сих пор.

Начало возрождению Одесской семинарии было положено в 1945 году. Управляющий Одесской епархией епископ Сергий (Ларин) обратился с ходатайством к Святейшему Патриарху Алексию I об открытии в Одессе духовного учебного заведения. 18 апреля Священный Синод благословил организовать Пастырско-богословские курсы, которые через год были реорганизованы в семинарию. Ректором был назначен протоиерей Виктор Чемена. Возрожденная духовная школа разместилась в здании Свято-Пантелеимоновского подворья; в короткий период удалось произвести ремонт всех помещений. С 1948 года семинария находилась под архипастырским руководством архиепископа Херсонского и Одесского Никона (Петина).

В 1961 году семинария вновь оказалась на грани закрытия. Только личное ходатайство Святейшего Патриарха Алексия спасло духовную школу от уничтожения, и ее перевели в одну ночь из центра города в гостиничные корпуса Свято-Успенского мужского монастыря.

Одесская семинария неоднократно расширялась и перестраивалась. В 1967 году, при ректоре архимандрите Агафангеле (Саввине), ныне митрополите Одесском и Измаильском, была произведена перестройка помещений и открыт церковно-археологический кабинет. В 1969 году построен новый двухэтажный корпус, в котором разместились кабинет ректора, классные аудитории, библиотека и читальный зал; в 1977 году построен общежительный корпус и актовый зал. Расширение помещений позволило удвоить прием учащихся в семинарию.

В 1980 году был воссоздан храм в честь небесного покровителя семинарии святого апостола Андрея Первозванного; чин освящения совершил 18 июля митрополит Сергий (Петров).

В 1990 году при митрополите Леонтии (Гудимове) и ректоре семинарии протоиерее Александре Кравченко был открыт сектор заочного обучения.

За послевоенный период из стен семинарии вышло более 2500 воспитанников в священническом и монашеском чине. Среди них Блаженнейший митрополит Киевский и всея Украины Владимир, митрополит Одесский и Измаильский Агафангел, многие другие архипастыри, церковные деятели, богословы, профессора и преподаватели духовных школ. За заслуги перед духовным образованием и подготовку ревностных пастырей семинария награждена многими церковными наградами.

В настоящее время в семинарии обучается: на стационаре — 300 воспитанников, на заочном отделении — 150. Богословское образование и воспитание осуществляют 30 преподавателей во главе с ректором архимандритом Серафимом (Раковским) под архипастырским руководством митрополита Одесского и Измаильского Агафангела, постоянного члена Священного Синода Украинской Православной Церкви.

При семинарии действуют регентское и золотошвейное отделения. С 2000 года издается пастырско-богословский журнал «Андреевский вестник», который в 2004 и 2006 годах был отмечен Блаженнейшим митрополитом Владимиром как лучшее периодическое богословское издание на Украине и награжден грамотой Предстоятеля Украинской Православной Церкви.

Почетными членами Одесской духовной семинарии являются: Блаженнейший митрополит Киевский и всея Украины Владимир, митрополит Одесский и Измаильский Агафангел, митрополит Кишиневский и всея Молдовы Владимир.