Медалью "За оборону Одессы" награждались все участники обороны Одессы - военнослужащие Красной Армии, Военно-Морского Флота и войск НКВД, а также лица из гражданского населения, принимавшие непосредственное участие в обороне. Периодом обороны Одессы считается 5 августа - 16 октября 1941 года. Вручение медали производилось от имени ПВС СССР на основании документов, удостоверяющих фактическое участие в обороне Одессы, выдаваемых командирами частей, начальниками военно-лечебных заведений, Одесским областным и городским Советами депутатов трудящихся. Медаль "За оборону Одессы" носится на левой стороне груди и при наличии других медалей СССР располагается после медали "За оборону Москвы".

На 1985 год медалью "За оборону Одессы" награждено около 30 000 человек.