На сьогодні сходи складаються з 192 сходинок (спочатку їх було рівно двісті, проте при розширенні порту вісім сходинок було засипано) і десяти прольотів. Довжина сходів — 142 метри, вони побудовані перспективно — їх нижня частина (довжиною 21,7 м) значно ширше верхньої частини (12,5 м), завдяки чому при погляді зверху сходів складається враження однакової ширини протягом всієї довжини сходів.

Одесі, що знаходиться на піднесенні, потрібний був доступ до розташованого біля моря порту.

В перші роки існування Одеси море підходило майже до самого обриву майбутнього Приморського бульвару. Потім море «відтіснили» Приморська вулиця (певний час носила ім'я пов'язаного з заснуванням міста Олександра Суворова) та портові споруди.

Спускалися тоді до моря тут так, як написав Пушкін в «Подорожі Онєгіна»:

С крутого берега сбегая, Уж к морю отправляюсь я.(рос.)

Вже після від'їзду Пушкіна з Одеси на схилі з'явилися дерев'яні сходи.

Гігантські сходи були спроектовані в 1825 році архітекторами Франческо Боффо, Аврамом Мельниковим і Потьє, а побудовані в 1837–1841 інженерами Уоптоном і Ю. Морозовим. Світлий князь Воронцов розпорядився побудувати сходи в подарунок своїй дружині Єлизаветі, вони коштували місту 800 тис. рублів.

Сходи побудовані «на тому місці, де була стежина», як стверджував одеський старожил Михайло Дерибас.

Відповідно архітектурній досконалості конструкція сходів, в основному розроблена інженером Уптоном. Це гігантський, складений з місцевого вапняку клин, що покоїться на дерев'яних палях і «прорізає» трьома поздовжніми та дев'ятьма поперечними склепінчастими коридорами або галереями, які утворюють на перетинах масивні стовпи. Стовпи й підтримують самі сходи: похилу площину з укладеними поверх неї сходами. Крізні поперечні галереї утворили на бокових стінках сходів красиві аркади.

Детально повідав про них в листі з Одеси російський драматург О. М. Островський: «З бульвару до моря ведуть єдині у своєму роді сходи, вони розділені на 10 уступів по 20 сходинок кожен. Здається, 200 сходинок, а входиш легко». (Цей ефект досягався за рахунок оптимального кута нахилу сходів і кількості майданчиків, що дозволяють пішоходові відпочити).

Точність репортажу опису, зробленого О. М. Островським, сьогодні може викликати сумнів лише в кількості сходинок, яких спочатку дійсно було рівно двісті, і сходи спускалися мало не до самого моря.

Засвідчив це, зокрема, поет Яків Полонський, автор пісні «Мой костер в тумане светит…». Описуючи Одесу в романі «Дешеве місто», він писав: «Одесса опускала в синие волны нижние ступеньки своей колоссальной лестницы».

Пізніше, при плануванні Приморської вулиці, вісім сходинок засипали, і вони, як стверджують старожили, і понині «покояться» в глибині проїжджої частини.

Згодом терассування схилів «замаскувало» конструкцію сходів, і з боку фунікулера вони здаються укладеними пологим схилом, ніби «широке розстелене полотнище», як відзначив український письменник Іван Нечуй-Левицький.

Весною 1919 року на їх майданчиках ставив спектаклі місцевий Камерний театр. Всесвітньо відомими вони стали завдяки фільму «Броненосець Потьомкін» (1925) Сергія Ейзенштейна, у ключовій сцені якого дитячий візок котиться сходинками сходів.

Сходи поступово руйнувала ерозія, і в 1933 році вапняк був замінений рожево-сірим гранітом, а майданчики були покриті асфальтом.

На агітаційних плакатах часів німецько-радянської війни сходи втілювали Одесу.

У 1955 році до 50-річчя повстання на броненосці сходи, що до революції називалися Рішельєвськими, а потім Бульварними, були перейменовані в Потьомкінські.