Херсонес, представлявший собой на ранних этапах исторического развития по государственному устройству типичный рабовладельческий демократический полис, со временем приобрел некоторые черты централизованного эллинистического государства, хоть и сохранил ряд институтов, характерных для полисной системы. Власть находилась в руках богатых греков-рабовладельцев. Одна из надписей называет их «природными гражданами». Верховные органы — народное собрание и совет — решали вопросы внешней политики и внутренней жизни. Ряд государственных учреждений наследовал формы, типичные для Мегар (метрополии Гераклеи Понтийской). В частности, члены совета или одной из его комиссий, как и в Мегарах, назывались эйсимнетами (рассудительными). В первые века нашей эры это название исчезает, вместо него в эпиграфических памятниках упоминаются проэдры.
Локальной особенностью Херсонеса, выделявшей его среди государств Северного Причерноморья, было также наличие в нем должностного лица, которое называли царем (басилевсом). Название «царь» носило достаточно условный характер. Царь был эпонимом — особой, именем которой при датировке государственных документов назывался год. В его функции входили кроме того и религиозные дела. Позднее титул царя вообще утратил какой-либо практический смысл и был символически перенесен на богиню Деву, называвшуюся «царствующей».
Главной магистратурой была коллегия демиургов или архонтов (вопрос о ее названии окончательно не выяснен). Исполнительную власть осуществляли различные коллегии: номофилаков — «стражей закона», контролировавших исполнение государственных декретов и постановлений; симпамонов, исполнявших обязанности глашатаев и следивших за высеканием соответствующих текстов на каменных плитах.
Экономический расцвет Херсонеса сопровождался усилением имущественной и социальной дифференциации населения, обострением внутреннего кризиса государства. Здесь неоднократно возникали серьезные социальные конфликты, постоянно шла борьба за власть между сторонниками демократической и олигархической форм правления. Об этом свидетельствует, в частности, один из интереснейших памятников, высеченный на мраморной плите, — Херсонесская присяга, которую должен был приносить каждый херсонесит. Появление такой присяги в конце IV — начале III в. до н. э. было, очевидно, обусловлено попыткой свергнуть демократический строй, возможно, существованием кратковременной тирании. В присяге дана яркая характеристика жизни Херсонеса того времени. В ней говорится о верности демократическому устройству Херсонеса, служении народу, борьбе против попыток отторгнуть какие-либо части государства, в состав которого, по тексту, входили Керкинитида, Калос Лимен и другие города. Особое внимание уделено необходимости противодействовать заговорам.
В условиях существования частной собственности на землю, возможности ее купли и продажи, в том числе общественных участков, имел место рост концентрации земельных угодий в руках немногих собственников, что очень четко прослеживается уже на рубеже III и II в. до н. э. Это приводило к дальнейшему расслоению населения, обострению социальных противоречий.
Значительные изменения прослеживаются и во внешнеполитическом положении Херсонеса, в частности в его отношениях с окружающими племенами. Так, в III–II вв. до н. э. у соседей Херсонеса — скифов Крыма — возникло довольно сильное государство во главе со Скилуром. Скифы делали все возможное, чтобы завоевать греческие морские порты и наладить непосредственную морскую торговлю с греческими государствами Черноморского и Средиземноморского бассейнов.
Очевидно, уже со второй половины — конца III в. до н. э. начались первые столкновения Херсонеса со Скифским государством. Агрессия скифов в то время была направлена главным образом на херсонесские владения в Северо-Западном Крыму. На рубеже III и II вв. до н. э. скифы напали на Херсонес. В таких неблагоприятных для себя условиях Херсонес пытался воспользоваться враждебными отношениями между скифами и сарматами. Последние в то время представляли уже значительную силу. В 179 г. до н. э. Херсонес, заключив договор «о дружбе» с царем Понтийского государства Фарнаком I, подобно сарматскому царю Гаталу, вошел в коалицию припонтийских государств. Возможно, что союзнические отношения с сарматами, а также с Боспорским государством существовали и раньше. Согласно договору Фарнак I обязывался быть «другом» херсонеситам, а в случае, «если соседние варвары выступят походом на Херсонес или подвластную херсонесцам страну, или будут обижать херсонесцев», выступить на его защиту.