На литографической открытке, отправленной в 1898 году, запечатлены знаковые объекты Пиллау: маяк, ратуша и северный мол. История Пиллау берёт своё начало в XIII веке, первые упоминания о поселениях рыбаков (деревня Вограм, располагавшаяся на территории между нынешним Балтийском и посёлком Мечниково) в районе современного города относятся к 1258 году. К 1363 году относится первое упоминание о поселении «Пиле» или «Пиль» (от прусского pilis — «крепость»). К быстрому развитию крепости привёл сильный шторм 10 сентября 1510 года. В результате этого шторма образовался пролив Фриш Гафф, который и по сей день отделяет Балтийскую косу от материка. Пролив стал судоходным, и Пиллау начал расти, став крупным транспортным узлом. Тогда и появилось разделение на Старый Пиллау и Новый Пиллау. В XVI веке развивалась инфраструктура города, в 1537 году был построен блокгауз, в 1543 году — склады для лоцманского оборудования, в 1550 году — военные земляные укрепления.
В XVII веке, в результате Польско-шведской войны 1626—1629 годов, поселение было оккупировано шведской армией. 6 июля 1626 года король Швеции Густав II Адольф высадился у Пиллау с моря и вошёл в город. Пиллау был захвачен за 3 часа. Шведы заложили одну из главных достопримечательностей современного Балтийска — звездообразную пятиугольную крепость (цитадель Пиллау), сохранившуюся до наших дней. В 1635 году, после заключения перемирия Швеции с Речью Посполитой и Пруссией, эта крепость (тогда ещё недостроенная) была выкуплена жителями города за 10 000 талеров, а через год в Пиллау вошли бранденбургские войска. Относительно долгий мирный период начался в Пиллау после заключения в 1660 году Оливского мира. К тому времени новый Великий курфюрст Фридрих Вильгельм, понимавший стратегическую важность местоположения Пиллау, начал прикладывать усилия по развитию города. Здесь были построены каменная кирха, мельница и маяк. Кроме того, жителям города было разрешено торговать с владельцами корабельных грузов. В 1660 году население Нового Пиллау насчитывало 300 жителей. В 1697 году в Пиллау в рамках Великого посольства побывал царь Русского царства Пётр I со свитой, насчитывавшей 4000 человек. Пётр I был здесь ещё дважды, в 1711 и 1716 годах. 18 января 1725 года произошло знаковое в жизни Пиллау событие — король подписал указ о придании поселению статуса города, вместе со всеми полагающимися юридическими и административными правами. Был введён герб — осётр с короной. Герб сохранился за городом до сих пор. Через 20 лет, 26 мая 1745 года, было открыто здание городской ратуши, разрушенное в конце Второй мировой войны. Во время Семилетней войны, в 1758 году, Пруссия была занята русскими войсками Елизаветы Петровны. В Пиллау была построена Русская дамба и православная церковь.vВ начале XIX века Пруссия находилась в состоянии войны с Францией. 1 июня 1807 года французская армия вошла в Пиллау, однако не смогла взять крепость. 2 июля того же года был заключён Тильзитский мир. В 1812 году французские войска снова заняли Пиллау при отступлении из России. Тем не менее уже 8 февраля 1813 года они были вынуждены отступить из города под натиском русского корпуса генерала Сиверта. В 1816 году в Пиллау был построен новый маяк высотой 31,38 метра, а в 1871 году была проведена полная перестройка крепости
15 ноября 1901 года был открыт судоходный Кёнигсберский канал, позволявший судам заходить из Балтийского моря в Кёнигсберг, минуя причалы Пиллау. Это оказало сильное влияние на жизнь горожан, постепенно городское хозяйство начало приходить в упадок. 1 апреля 1903 года в состав Пиллау вошли ранее отдельные административные единицы Старый Пиллау и деревня Вограм. 10 ноября 1918 года в городе произошла революция, город перешёл под управление совета рабочих и солдат, который просуществовал полгода. 7 и 8 апреля 1945 года авиация Балтийского флота в районе порта Пиллау потопила 9 немецких транспортов водоизмещением 36 000 тонн, 1 миноносец и 2 сторожевых корабля. В конце Великой Отечественной войны в городе шли ожесточённые бои. В штурме Пиллау участвовала 11-я гвардейская армия генерал-полковника Галицкого и 2-я отдельная гвардейская танковая бригада прорыва. 25 апреля 1945 года город пал. 27 ноября 1946 года Пиллау получил название Балтийск.
