I primi colonizzatori Greci di Halkidiki venivano da Calcida e Eretria, città in Evia, intorno all'ottavo secolo a.C., che fondarono città come Mende, Toroni e Skioni; una seconda ondata arrivò nel sesto secolo a.C. da Andros.
L'antica città di Stageira fu la città natale del grande Aristotele. Durante la guerra del Peloponneso, Halkidiki fu un importante teatro di guerra tra Atene e Sparta. Successivamente, le colonie Greche del sud della penisola vennero conquistate da Filippo II il Macedone e Halkidiki divenne parte della Macedonia (il vecchio impero). Dopo la fine delle guerre tra Macedoni e Romani, la regione divenne parte dell'Impero Romano, come il resto della Grecia.
Durante i secoli successivi, Halkidiki face parte dell'Impero Bizantino (Impero Romano Orientale).
Su un papiro dell'imperatore Basilio I, datato 885, la Montagna Sacra (Monte Athos) venne proclamato un luogo per monaci e nessun laico, contadino o allevatore era autorizzato a stabilirsi lì.
Gli anni successivi, con il supporto di Niceophorus II Phocas, venne fondato il monastero della Grande Lavra.
Athos da quel momento, con i suoi monasteri è totalmente autogovernato.
Dopo un breve periodo di dominazione Latina (Regno di Tessalonica), l'area divenne di nuovo Bizantina fino alla conquista degli Ottomani nel 1430. Durante il periodo Ottomano, la penisola fu importante per le estrazioni di oro, fattore economico di base per i locali e l'impero Ottomano.
Nel 1821, iniziò la guerra di indipendenza Greca e i greci di Halkidiki si rivoltarono, sotto il comando di Emmanouel Pappas, un membro di Filiki Eteria, ed altri combattenti locali.
La rivolta progrediva lentamente e in modo non sistematico. L'insurrezione venne confinata alle penisole del Monte Athos e Kassandra.
Uno degli obiettivi principali era di contenere l'arrivo dell'esercito Ottomano da Costantinopoli (Istanbul), finchè la rivoluzione nel sud (principalmente nel Peloponneso) non si fosse stabilizzata. Alla fine, la rivolta finì con la decisiva vittoria Ottomana a Kassandra. I sopravvissuti, tra cui Pappas, furono salvati dalla flotta di Psarian, che li portò principalmente a Skiathos, Skopelos and Skyros. Gli ottomani procedettero in rappresaglia e molti villaggi furono bruciati.
Dunque, la penisola venne incorporata nel Regno Greco nel 1912 dopo la guerra dei balcani.
Nel Giugno del 2003, al resort di Porto Carras situato in Neos Marmaras, Sithonia, i leader dell'Unione Europea presentarono la prima bozza della Costituzione Europea.