Prema povijesnim podacima, prvi put je "grčka vatra" korištena 673. godine tijekom obrane Konstantinopola od opsade Arapa. Tada je tajni inženjerski izum, čiji se točan sastav i svojstva osporavaju u naše vrijeme, spasio bizantsku prijestolnicu. Istodobno, nema sumnje da se prije toga oružje sličnog učinka nije koristilo u vojnim sukobima. Činjenica je da je rezultat njegove uporabe postao toliko zapanjujući da se najbližim analogom može nazvati samo napad atomskom bombom na japanske gradove Hirošimu i Nagasaki 1945.
U to vrijeme, opsada Konstantinopola vođena je uglavnom s mora, jer je s kopna grad bio gotovo neosvojiv. Kako bi se zaštitio od arapske mase, inženjer Kallinikos predao je tada vladajućem caru Konstantinu IV recept za nepoznati zapaljivi sastav, koji je trebao potpuno eliminirati napadačku flotu. Vladaru nije preostalo ništa drugo nego riskirati i iskoristiti "grčku vatru". Kao rezultat toga, Arapi su bili toliko šokirani da su u panici pobjegli, ivećina njihovih brodova spaljena je do temelja.
Glavna prednost novog oružja bila je ta što je sastav izgorio i na tlu i u vodi. Pritom ga nije imalo smisla gasiti, jer se pri interakciji s vodom vatra samo povećavala, a brod na koji je pucao bilo je nerealno spasiti. Sirovine za "grčku vatru" stavljale su se u posudu, koja je potom zbog posebne bacačke instalacije bacana na neprijatelja. Nadalje, smjesa se izlila i zapalila zbog interakcije sa zrakom. U budućnosti je novo oružje više puta spašavalo Carigrad od arapskih napada.
Nešto kasnije, bizantski inženjeri usavršili su metodu bacanja. Njihova je flota počela ugrađivati posebne cijevi kroz koje se puštala "grčka vatra" pod pritiskom stvorenim pomoću pumpi i mijehova. Pucanj je bio popraćen snažnom tutnjavom, koja je prestrašila neprijatelja. Bizantski vladari strogo su tajili sastav smjese, a brojni pokušaji drugih naroda da doznaju tu tajnu bili su neuspješni. Samo pet stoljeća kasnije, car Aleksej III izgubio je vlast i pobjegao iz zemlje. Osam godina kasnije, tijekom opsade sirijske Damiette, Saraceni su koristili ovo oružje.
Čak i nakon gubitka svoje tajnosti, "grčka vatra" u vojnim poslovima se dugo koristila i izgubila je na važnosti tek nakon izuma vatrenog oružja. Posljednji povijesni zapis o njegovoj upotrebi datira iz 1453. godine. Tijekom opsade istog Carigrada, pribjegao se pomoći zapaljive smjesebraneći Bizantince i napadajući Turke, koji su na kraju slavili svoju pobjedu.
Nakon toga, tajna mješavine je izgubljena, a mnogi su povjesničari posvetili mnogo godina traženju tragova, ali to nije dovelo do uspjeha. Zbog činjenice da je "grčka vatra" dobro gorjela na vodi, mnogi znanstvenici tvrde da je ulje poslužilo kao osnova za njegovu pripremu. Najčešće je mišljenje da je smjesa dobivena spajanjem čistog sumpora s uljem. Zatim se prokuha i zapali. Što se tiče proporcija kompozicije, i dalje ostaje misterija.
