Награда вручалась военнослужащим всех родов войск и гражданским лицам, участвовавшим в обороне Одессы в период с 5 августа по 16 октября 1941 года. Медаль была учреждена Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 декабря 1942 года.

Медаль изготовлялась из латуни, имеет форму правильного круга диаметром 32 мм. На лицевой стороне медали автор, художник Николай Москалёв, изобразил фигуры красноармейца и краснофлотца с винтовками наперевес на фоне очертаний морского берега и маяка. Над фигурами расположена надпись «СССР». По окружности медали, в верхней её части, надпись «ЗА ОБОРОНУ ОДЕССЫ». В начале и в конце надписи маленькие пятиконечные звёздочки. В нижней части медали находится лавровый венок, перевитый у начала ветвей ленточкой с пятиконечной звездой на ней. Лицевая сторона медали окаймлена выпуклым бортиком. На оборотной стороне медали надпись «ЗА НАШУ СОВЕТСКУЮ РОДИНУ». Над надписью изображены серп и молот. Все надписи и изображения на медали выпуклые.

По состоянию на 1985 год медалью «За оборону Одессы» награждено около 30,5 тысячи человек, среди которых будущий генеральный секретарь ЦК КПСС Леонид Брежнев, который в 1941 году руководил одним из особых отделов при ВС Южного фронта, а в 1941 году получил должность начальника политуправления. Медалью также отмечены советский военачальник Семён Будённый, командовавший в 1941 году Юго-Западным и Южным фронтами, военный корреспондент, поэт Константин Симонов и многие другие.

М. Афанасьева