Nova Odessa foi fundada em 24 de maio de 1905 por Carlos José de Arruda Botelho, então Secretário de Agricultura do estado de São Paulo, através do decreto nº 1286, que institui o Núcleo Colonial Nova Odessa, nas terras recém adquiridas da Fazenda Pombal.

Seu nome é devido a visita que o fundador fez à cidade de Odessa, na Ucrânia, de onde trouxe o estilo de suas ruas.

Os primeiros colonos eram imigrantes judeus russos, mas não se adaptando abandonaram o empreendimento. Mais tarde foram contactados colonos de origem da Letônia que estavam em Santa Catarina que deram origem definitiva ao município.