Balçova’nın tarihteki yeri ilçede bulunan kaplıcaların tarihi ile (M.Ö 1200) aynı döneme rastlar. Dünyanın en önemli destanlarından biri olan İlyada ve Odesia’nın yazarı olan şair Homeros M.Ö 8. yüzyılda İzmir’de yaşamıştır. Homeros’un İlyada Destanı’nın bir bölümünde bahsettiği Agamemnon ve Menelaos Troia “Truva” seferini yapan Akhai ordusunun başında bulunan iki komutandır. Askerlerin burada şifa bulması ve de yaralarının iyileşmesi üzerine şifalı suyun çıktığı yerlere tesis olarak kapalı hücreler yapılıştır. Tüm Anadolu’nun olduğu gibi tarih boyunca birçok medeniyetin hakimiyeti altına girmiştir.
Türklerin bölgeye gelmesi 1300’lü yıllarda, hakimiyet kurması ise 1400’lü yıllarda olmuştur. 1910 yılına ait İzmir Vilayeti Haritası’nda Balçova Köyü olarak adlandırılan bölgede ilk belediye 01.03.1963 yılında kurulmuştur.
İlçe 1980 yılında Narlıdere merkez olarak şube konumuna gelmiş, 03.06.1992 tarihinde ise tekrar belediye durumuna getirilmiştir. İlçenin tarihi İzmir’in tarihi ile iç içe olup, tahminen 3000 yıllık bir geçmişe sahiptir. İlçenin ilk sakinleri bugünkü Narlıdere’nin deniz kenarında oturmakta idiler. O dönem denizlerden gelen korsan istilasından kurtulmak için bugünkü Balçova’nın kurulduğu eski Balçova köyüne göç ederek yerleşmişlerdir.
O dönemde Ayesefit olarak kullanılan köyün adı, köy arazisinin büyük bir kısmının balçık olması nedeniyle Balçık Havi olarak değişmiş ve daha sonra ise bugünkü ismi olan Balçova adını almıştır.
Çeşitli medeniyetlerin yer aldığı Balçova’da bugün Romalılardan kalma Agememnon Kaplıcaları ve Yunanlılardan kalma bir su kuyusu ve mahzeni bulunmaktadır.
2015 Verilerine göre Balçova’nın nüfüsu 78.121 dir.