לפי נתונים היסטוריים, לראשונה נעשה שימוש ב"אש יוונית" בשנת 673 במהלך ההגנה על קונסטנטינופול מפני המצור על הערבים. ואז המצאה הנדסית סודית, שהרכב ותכונותיה המדויקות שנוי במחלוקת בזמננו, הצילה את הבירה הביזנטית. יחד עם זאת, אין ספק שלפני כן לא נעשה שימוש בנשק בעל השפעה דומה בסכסוכים צבאיים. העובדה היא שהתוצאה של השימוש בו הפכה כל כך מהממת עד שהאנלוגי הקרוב ביותר אליו יכול להיקרא רק התקפת פצצת אטום על הערים הירושימה ונגסאקי היפניות ב-1945.
באותה תקופה, המצור על קונסטנטינופול בוצע בעיקר מהים, כי מהיבשה העיר הייתה כמעט בלתי ניתנת לחדירה. כדי להגן על עצמו מפני הרוב הערבי, מסר המהנדס קאליניקוס לקיסר השלט דאז קונסטנטינוס הרביעי מתכון להרכב בעירה לא ידוע, שהיה אמור לחסל לחלוטין את הצי התוקף. לשליט לא הייתה ברירה אלא להסתכן ולהשתמש ב"אש יוונית". כתוצאה מכך, הערבים היו כל כך המומים שהם נמלטו בבהלה, ורוב הספינות שלהם נשרפו עד היסוד.
היתרון העיקרי של הנשק החדש היה שההרכב נשרף גם על הקרקע וגם במים. יחד עם זאת, לא היה טעם לכבות אותו, כי בעת אינטראקציה עם מים, האש רק גברה, ולא היה ריאלי להציל את הספינה שנורה על ידה. חומרי הגלם ל"אש היוונית" הונחו בכלי, שהושלך אז לעבר האויב עקב מתקן השלכה מיוחד. יתר על כן, התערובת נשפכה החוצה ונדלקה עקב אינטראקציה עם אוויר. בעתיד, כלי נשק חדשים הצילו את קונסטנטינופול מהתקפות ערביות יותר מפעם אחת.
זמן מה לאחר מכן, מהנדסים ביזנטיים שיכללו את שיטת ההשלכה. הצי שלהם החל להתקין צינורות מיוחדים דרכם השתחררה "אש יוונית" בלחץ שנוצר באמצעות משאבות ומפוחים. הירייה לוותה בשאגה חזקה, שהפחידה את האויב. השליטים הביזנטים שמרו על הרכב התערובת בסוד מוחלט, וניסיונות רבים של עמים אחרים לגלות סוד זה לא צלחו. רק חמש מאות שנים מאוחר יותר, הקיסר אלכסיי השלישי איבד את כוחו ונמלט מהמדינה. שמונה שנים מאוחר יותר, במהלך המצור על דמיאטה הסורית, הסרסנים השתמשו בנשק זה.
גם לאחר אובדן הסודיות שלה, "אש יוונית" בענייני צבא שימשה במשך זמן רב מאוד ואיבדה את הרלוונטיות שלה רק לאחר המצאת כלי הנשק. התיעוד ההיסטורי האחרון של השימוש בו מתוארך לשנת 1453. במהלך המצור על אותה קונסטנטינופול, פנה לעזרה של תערובת בעירההגנה על ביזנטיים ותקיפת טורקים, שחגגו בסופו של דבר את ניצחונם.
לאחר מכן אבד סוד התערובת, והיסטוריונים רבים הקדישו שנים רבות לחיפוש רמזים, אך הדבר לא הוביל להצלחה. בשל העובדה ש"האש היוונית" בערה היטב על המים, מדענים רבים טוענים כי הנפט שימש בסיס להכנתו. הדעה הנפוצה ביותר היא שהתערובת התקבלה על ידי שילוב של גופרית טהורה עם שמן. אחר כך הרתיח והעלה באש. לגבי הפרופורציות של הקומפוזיציה, זה עדיין נשאר בגדר תעלומה.
