Der Siedlungsplatz, ein 234 m hoher Felsen aus dunklem Trachyt direkt am Meer, war schon in der Bronzezeit besiedelt. Im 7. Jahrhundert v. Chr. wurde Assos von Methymna auf der benachbarten Insel Lesbos aus gegründet. Die Stadt war Mitglied im Attisch-Delischen Seebund, spielte aber anscheinend in den griechisch-persischen Konflikten des 5. und 4. Jahrhunderts v. Chr. keine Rolle. Erst im Satrapenaufstand ist sie von Bedeutung, hier verschanzte sich 366 v. Chr. der aufständische Satrap Ariobarzanes.
Seit etwa 360 v. Chr. stand es unter Herrschaft des Eubulos und seines Nachfolgers Hermeias. In dieser Zeit lebte auch Aristoteles in Assos.
334–241 v. Chr. lag die Stadt im Herrschaftsgebiet Alexander des Großen und der nachfolgenden Seleukiden. 241–133 v. Chr. gehörte Assos zum Reich der Attaliden von Pergamon, bevor es Teil des römischen Reiches wurde. Noch 1306 konnten die Griechen die Festung Assos, die sich nur noch im Bereich der alten Akropolis befand, gegen die Osmanen verteidigen, kurz darauf ging die Siedlung jedoch in deren Besitz über.

Die Stadtmauer ist in ihrer Ausdehnung von 3 km mit Türmen und Toren in großen Teilen noch sehr gut erhalten.
Sie entstand in vielen Bauphasen vom 3. Jahrhundert v. Chr. bis in byzantinische Zeit. Daneben sind Reste einer wohl noch archaischen Stadtmauer sichtbar.

Der dorische Tempel der Athena an der höchsten Stelle des Stadtberges wurde um 530–520 v. Chr. errichtet. Einige der Säulen aus einheimischem Trachyt, die jedoch im Altertum mit weißem Marmorstuck überzogen waren, wurden im Rahmen der archäologischen Forschungen teilweise wieder aufgestellt.
Der Athenatempel ist der einzige bekannte archaische Tempel dorischer Ordnung in Kleinasien. Von hier hat man einen guten Blick auf die gegenüberliegende Insel Lesbos.

Im Stadtgebiet, an den Hängen zwischen Agora und Meer, sind heute noch die Agora mit auf zwei Seiten umgebenden Hallen, das Buleuterion, das Gymnasion, das Theater und eine römische Therme erhalten. Außerhalb der Stadtmauer liegt eine gut erhaltene Nekropole mit Grabbauten und Sarkophagen.

Moschee neben einem Wachturm der Stadtbefestigung

Am Rande des heutigen Dorfes steht eine Moschee aus der Zeit Murat I. (1326–1389), damit eine der frühesten osmanischen Moscheen überhaupt. Sie wurde unter Verwendung zahlreicher antiker und byzantinischer Spolien gebaut.