В устье реки Варнов (нем. Warnow)  расположен бывший рыбацкий поселок. Он возник около 1200 г., а с 1323 г. относился регионально к Ростоку. Богатому ганзейскому городу был необходим выход к морю, так как жил он, в первую очередь, за счёт торговли.

Первое упоминание о городе исходит от датского историка, в связи с разрушением сакским герцогом Генрихом,  по прозвищу Лев, и датским королём Вальдемаром Первым славянской крепости Росток. Немецкое поселение на противоположном берегу реки упоминается впервые в документах в 1189 году.

В 1259 г. города Любек, Гамбург, Висмар и Росток создают торговый союз Ганза. В 1323 г. городской совет приобретает рыбацкую деревню Варнемюнде и город получает свободный выход к морю. С тех пор и по настоящее время к имени города ставится приставка - город Ган
зы (нем. Hansestadt). В лучшие для союза времена в Ганзу входило до 200 городов, в том числе и русские города Архангельск и Новгород. Основным популярным продуктом, вывозимым из Ростока, в то время, было пиво.

Уже в начале 19-ого столетия Варнемюнде стал известен как морской курорт.

С началом самолётостроения  Варнемюнде стало местом развития водных самолётов. Благодаря мелководью в районе города, оно было как бы предназначено для расположения как стартовой, так и посадочной площадок для самолётов. Таким образом, в 1913 г. был построен наземный и водный аэродромы, а уже в 1919 г. была открыта авиалиния Берлин-Варнемюнде.

История воздухоплавания Варнемюнде продолжалась 30 лет. Всё это время район был значимым промышленным цетром авиастроения.


С 2000 года в городе действует приход Святой Блаженной Ксении Петербуржской, Русской Православной Церкви. Приход относится к Берлинско-Германский епархии Московского Патриархата.