Primii coloniști Greci ai peninsulei Halkidiki au venit din Chalkis și Eretria, în jur de secolul XIII î.c. și au fondat orașe ca Mende, Toroni și Skioni, al doilea val coloniști venind în secolul XI î.c. din Andros.
Orașul antic Stageira e locul de naștere a marelui filosof Aristotel. În timpul războiului Peloponezian, Halkidiki a fost un teatru de război important dintre Atena și Sparta. Mai târziu, coloniile din sudul peninsulei greciei au fost cucerite de Filip al-II-lea al Macedoniei și Halkidiki a devenit parte din Macedonia (imperiul antic). După terminarea războaielor dintre macedonieni și romani, regiunea a devenit o parte din Imperiul Roman, ca și restul Greciei.
De-a lungul următoarelor secole, Halkidiki aparținea Imperiului Bizantin. Pe un papirus al împăratului Vasile I Macedoneanul, datând din 885, Muntele Sfânt (muntele Athos) a fost proclamat un loc doar pentru preoți, excluzând orice fermier sau om care dorea să se stabilească acolo. Anii precedenți cu suportul ofițerului militar Nikephoros al-II-lea din clanul Phokas, a fost înființată mănăstirea Marea Lavra. De atunci muntele Athos împreună cu toate mănăstirile sunt autonome până în ziua de azi.
După o perioadă scurtă de stăpânire latină (Imperiul Thessalonica), zona a devenit încă o dată bizantină până a fost cucerită de Imperiul Otoman în 1430. Pe parcursul perioadei otomane, peninsula a fost importantă pentru minele de aur, un factor economic de bază pentru localnici și pentru Imperiul Otoman.
În 1821 a început războiul grec de independență iar grecii din Halkidiki s-au revoltat sub comanda lui Emmanouel Pappas, membru al Filiki Eteria și alți războinici locali. Revolta a progresat încet și nesistematic. Insurecția a fost restrânsă pe peninsulei Kassandra și a muntelui Athos.
Unu dintre obiectivele generale a fost restrângerea și reținerea armatelor otomane care veneau din Constantinopol (Instambul) până revoluția din sud (în mare parte peloponeză) se stabiliza. Supraviețuitorii printre care se numărau și preoții au fost salvați de flota locuitorilor din Psaria (insulă) care i-a dus în mare parte la Skiathos, Skopelos și Skyros. În retragerea lor otomanii au dat foc la multe sate.
În final peninsula a fost incorporată în Regatul Greciei în 1912 după războaiele balcanice. În 2003 iunie la resortul de vacanță Porto Carras din Neos Marmaras, Sithonia, lideri ai Uniunii Europene an prezentat pentru prima dată un exemplar al Constituției Europene.