Baia anticamente dovette essere uno dei tanti porti creati dai Cumani lungo l'arco del Golfo di Napoli al fine di controllare meglio il territorio ed il mare. Una leggenda ne ricollega il nome al compagno di Ulisse Baios, che su questo litorale sarebbe stato sepolto. In ogni caso lo sviluppo dell'insediamento di Baia è essenzialmente di età romana. Già a partire dal II sec. a. C., l'amenità del luogo e le numerose acque termali che sgorgavano dalle colline circostanti, favorirono l'edificazione di numerose ville, per lo più arroccate sulla collina e munite come fortilizi, giacché il pericolo dei pirati era una minaccia concreta in questi luoghi. Ma fu soprattutto dopo che Pompeo ebbe debellato la pirateria che lo sviluppo edilizio di Baia non ebbe più freni: in pochi decenni tutto il litorale e l'arco delle colline fu riempito di edifici sicché il geografo greco Strabone, in età augustea, scrisse: ìColà è sorta un'altra città, non inferiore a Pozzuoli, per la continua aggiunta di edifici ad edifici.

    In realtà Baia non fu mai una città (le mancava ad esempio un nucleo di edifici pubblici, per cui continuò a dipendere da Cuma), ma un enorme agglomerato di ville, terme, alberghi che addirittura occuparono il mare (è il caso delle terme di Marco Crasso Frugi, costruite su un isola artificiale per sfruttare una polla termale sgorgante in mezzo al mare). L'edilizia di piacere assunse a Baia forme di fasto quali forse non si realizzarono neanche a Roma, tanto che parecchi scrittori come Varrone, Seneca e Properzio criticarono aspramente la vita mondana condotta a Baia. Possedere una villa baiana non rappresentava infatti una pura spesa voluttuaria; a parte il prestigio che conferiva il poter risiedere accanto a personaggi come Cesare o Pompeo, la gestione della villa comportava anche introiti derivanti dalle annesse campagne o dai vivai per frutti di mare o piscicultura. In ogni caso possedere una villa nella zona flegrea significava non perdere, neanche nell' ìotiumì, i contatti con la vita economica e politica, l'opportunità di utili pubbliche relazioni; così della sua villa cumana Cicerone scriveva: "... desiderabile sì, ma purtroppo da evitare per la folla di chi mi richiedeva". Non bisogna poi dimenticare che le banche di cui si servivano per i loro affari e le loro speculazioni i grandi della politica romana erano a Puteoli.

    Con l'età traianea e la costruzione di un porto presso Ostia, inizia la decadenza di Puteoli e con essa quella di tutta la regione flegrea, compreso il sito di Baia. Durante il III sec. d.C., si aggiunge anche il fenomeno del bradisismo a contribuire allo spopolamento della zona: inabissatisi moli, ville ed edifici, Baia si riduce ad una povera borgata arroccata sulla collina che cessa di vivere nel corso del IV sec. d.C.

    Col Medioevo le virtù terapeutiche delle acque baiane furono riscoperte: vennero ricordate da Boccaccio e da Petrarca il quale riferisce la leggenda secondo la quale i medici della famosa Scuola salernitana, ingelositi dalla fama delle acque di Baia, ne avrebbero distrutto gli impianti, scontando poi la colpa, al ritorno, con un naufragio nelle acque di Capri. Anche nel XVII¡ secolo, con il viceré spagnolo Pedro Antonio d'Aragona, le acque baiane furono rivalutate, ma il declino definitivo incominciò agli inizi del nostro secolo.