Prema istorijskim podacima, prvi put je "grčka vatra" korišćena 673. godine tokom odbrane Konstantinopolja od opsade Arapa. Tada je tajni inženjerski izum, čiji se tačan sastav i svojstva osporavaju u naše vrijeme, spasio bizantsku prijestolnicu. Istovremeno, nema sumnje da se prije toga oružje sličnog djelovanja nije koristilo u vojnim sukobima. Činjenica je da je rezultat njegove upotrebe postao toliko zapanjujući da se najbližim analogom može nazvati samo napad atomskom bombom na japanske gradove Hirošimu i Nagasaki 1945.
U to vreme, opsada Carigrada je vršena uglavnom sa mora, jer je sa kopna grad bio gotovo neosvojiv. Kako bi se zaštitio od arapske mase, inženjer Kalinikos je tada vladajućem caru Konstantinu IV predao recept za nepoznatu zapaljivu kompoziciju, koja je trebala potpuno eliminirati napadačku flotu. Vladaru nije preostalo ništa drugo nego da rizikuje i iskoristi "grčku vatru". Kao rezultat toga, Arapi su bili toliko šokirani da su pobjegli u panici, ivećina njihovih brodova je spaljena do temelja.
Glavna prednost novog oružja bila je u tome što je sastav gorio i na tlu i u vodi. U isto vrijeme, nije imalo smisla gasiti ga, jer se pri interakciji s vodom vatra samo povećavala, te je bilo nerealno spasiti brod na koji je pucala. Sirovine za "grčku vatru" stavljane su u posudu, koja je potom bačena na neprijatelja uz pomoć posebne bacačke instalacije. Nadalje, smjesa se izlila i zapalila zbog interakcije sa zrakom. U budućnosti, novo oružje je više puta spašavalo Konstantinopolj od arapskih napada.
Nešto kasnije, vizantijski inženjeri su usavršili metodu bacanja. Njihova flota počela je ugrađivati posebne cijevi kroz koje je puštana "grčka vatra" pod pritiskom stvorenim pomoću pumpi i mijehova. Pucanj je pratila jaka graja koja je uplašila neprijatelja. Bizantski vladari su sastav mješavine držali u strogoj tajni, a brojni pokušaji drugih naroda da doznaju ovu tajnu bili su neuspješni. Samo pet vekova kasnije, car Aleksej III je izgubio vlast i pobegao iz zemlje. Osam godina kasnije, tokom opsade sirijske Damijete, Saraceni su koristili ovo oružje.
Čak i nakon gubitka svoje tajnosti, "grčka vatra" u vojnim poslovima se koristila veoma dugo i izgubila je na važnosti tek nakon pronalaska vatrenog oružja. Poslednji istorijski zapis o njegovoj upotrebi datira iz 1453. godine. Tokom opsade istog Carigrada, pribjegao se pomoći zapaljive mješavinebraneći Vizantince i napadajući Turke, koji su na kraju slavili svoju pobjedu.
Nakon toga, tajna mješavine je izgubljena, a mnogi istoričari su posvetili mnogo godina traženju tragova, ali to nije dovelo do uspjeha. Zbog činjenice da je "grčka vatra" dobro gorjela na vodi, mnogi naučnici tvrde da je ulje poslužilo kao osnova za njegovu pripremu. Najčešći stav je da je mješavina dobivena spajanjem čistog sumpora sa uljem. Zatim je prokuvano i zapaljeno. Što se tiče proporcija kompozicije, i dalje ostaje misterija.
