Со времени своего возникновения Херсонес в отличие от других античных городов Северного Причерноморья находился во враждебном окружении: в горах — племен тавров-скотоводов, а в степях Крыма — кочевых скифов, позднее вошедших в состав Скифского царства в Крыму. Положение было настолько опасным, что херсонеситы вынуждены были укреплять не только город, но и его сельскохозяйственную округу. Существует предположение, что оборонительные стены имела, в частности, древнейшая сельская территория Херсонеса на Маячном полуострове (так называемый Страбоновский Херсонес). Напряженная обстановка сдерживала установление экономических связей Херсонеса с местным населением Крыма. Поэтому хозяйственной основой Херсонеса стало собственное развитое многоотраслевое сельское хозяйство, а со временем и ремёсла.
Приблизительно в конце IV в. до н. э. началось бурное экономическое и политическое развитие Херсонеса, особенно ярко проявившееся в III в. до н. э. Увеличилась основная земледельческая территория полиса. Кроме сельскохозяйственных участков — клеров, возникших в начале IV в. до н. э. на Маячном полуострове и занимавших площадь около 360 га, на рубеже IV–III — в начале III в. до н. э. государство дополнительно освоило территорию Гераклейского полуострова площадью около 12 тыс. га. Общее количество клеров выросло с 80–90 до 450–470. В отличие от клеров Маячного полуострова, площадь каждого из которых составляла 4,5 га, клеры Гераклейского полуострова имели в среднем размеры около 26,4 га каждый. На участках до 50 % площади занимали виноградники; зерновых культур выращивали сравнительно мало — только для внутренних потребностей. Каждый клер имел усадьбу. Участки выделялись свободным херсонеситам в частную собственность, в аренду, на откуп и ту. п. Для обработки угодий больших клеров использовались рабы. Кроме крупных земледельцев и рабов хору населяли различные группы зависимого и полузависимого разноэтничного населения, а также свободные общинники.
В состав полиса после распада в 339 г. до н. э. Скифского государства Атея вошли земли Северо-Западного Крыма, в том числе Керкипитида — античный город, основанный в конце VI — начале V в. до н. э. Возник новый город Калос Лимен и целый ряд поселений различных типов: укрепления, поселения, расположенные рядом с небольшими крепостями, комплексы вилл и неукрепленные усадьбы. Эти районы снабжали Херсонес главным образом хлебом. Следует отметить, что вопрос об обеспечении города хлебом стоял очень остро. Так, в Херсонесской присяге была отдельная статья, которой запрещалось вывозить хлеб с равнины в какие бы то ни было пункты, кроме Херсонеса.
Наряду с сельским хозяйством развивались ткацкое ремесло, керамическое, металлообрабатывающее. Значительное место принадлежало гончарному производству. Во время раскопок в Херсонесе обнаружено несколько керамических мастерских, в которых изготовлялись амфоры, столовая и кухонная посуда, художественная керамика и т. д.
Развивалось также морское рыболовство, рыбозасолочное производство, соляной промысел. Вино, рыба, соль и некоторые другие продукты были основными товарами, шедшими на экспорт во внутренние районы Северного Причерноморья.
Определенную роль в экономике города играла торговля. В конце V — начале IV в. до н. э. установились довольно оживленные связи Херсонеса с Гераклеей Понтийской, Фасосом и Синопой. Велась торговля с Ольвией, Боспором и средиземноморскими городами. Гераклея Понтийская, активно поддерживавшая Феодосию в ее борьбе за независимость с Боспором, не могла не видеть реальной угрозы и Херсонесу со стороны последнего. Гераклея как метрополия была кровно заинтересована в сохранении независимости Херсонеса от Боспора. Этим, в частности, в значительной мере объясняются дальнейшие тесные связи Херсонеса с Гераклеей. В ряде официальных документов даже первых веков нашей эры херсонеситы называют Гераклею своей матерью. Значение для экономики Гераклеи торговых отношений с Херсонесом, в частности после установления между ними прямого пути через Черное море, особенно усилилось с утратой влияния Гераклеи на Феодосию после присоединения ее к Боспору. В начале IV в. до н. э. Херсонес начал чеканить собственную мелкую серебряную монету. В целом роль торговли, особенно посреднической, в экономике Херсонеса была не особенно велика по сравнению с другими государствами Северного Причерноморья. Все это способствовало тому, что Херсонес меньше их подвергался влиянию местных племен и продолжал оставаться греческим городом.
Экономическое укрепление государства способствовало развитию города. Увеличилась его территория. В городе, имевшем регулярную прямоугольную систему планировки, были построены храмы, театр и ряд других монументальных сооружений. Его окружала система мощных оборонительных стен с крепостными воротами и башнями. Особенно надежными были укрепления порта.