Ostiát Ancus Martius (Marcius), az ókori Róma negyedik uralkodója alapította. Az új település háromféle célt szolgált - kijáratot nyitott a tengerre, biztosította a só- és gabonaellátást, valamint meggátolta, hogy az ellenség felhajózzon a Tiberisen (Teverén). A korábbi régészeti feltárások kiderítették, hogy a városmag (castrum) a Kr.e. 4-3. század fordulóján épült, az ásatások során napvilágra kerültek az ókori település fő útvonalai, épületei.

A kikötő hollétéről viszont sokáig semmit sem tudtak, noha a reneszánsz kora óta kutatták helyét. A múlt század fordulóján olasz régészek arra a következtetésre jutottak, hogy a kikötő a várostól északnyugatra, a császári palota mellett lehetett. Később geofizikai vizsgálatokkal valószínűsítették a kikötő medencéjének helyét, mindazonáltal a tudósok nem tudtak egyezségre jutni kikötő pontos helyének kérdésében - olvasható a francia Nemzeti Kutatási Tanács (CNRS) honlapján. 

Olasz és francia kutatók, Jean-Philippe Goiran, a CNRS tudósának irányításával a Tiberis torkolatánál végeztek magfúrásokat. A két furat 12 méteres mélységig hatolt, a sztratigráfiai (rétegtani) vizsgálatok kimutatták, hogy a tenger Ostia térségében jóval a város alapítása előtt, a Kr.e. 1. évezred elején "jelent meg". Az elemzések tanúsága szerint a kikötő Ostiától északnyugatra, a folyótorkolat bal partjánál a Kr.e. 4-2. század között épült.

Ekkor mélysége elérte a 6,5 métert, vagyis a korábbi feltételezésekkel ellentétben tengeri gályákat is tudott fogadni. A Kr.e. 2. század és a Kr.u. 1 század eleje között az egymás utáni árvizek fokozatosan eliszaposították a kikötőt, amelynek alig 1 méteres mélysége miatt lehetetlenné vált a hajózás, ekkor kezdődött meg Portus kikötőjének építése 3 kilométerre északra Tiberis torkolatától. A gigantikus, 200 hektáros létesítmény vált utóbb Róma kikötőjévé.