Село було засноване 1780 року греками-румеями, які були переселеними російським урядом з однойменного села у гірському Криму.
У 1824 (або 1825) році у Сартані була побудована кам’яна церква на честь великомученика Георгія.
Впродовж 1825—1831 років у Сартані діяло Маріупольське духовне училище.
1935 року в Сартані був заснований фольклорний грецький ансамбль пісні і танцю «Сартанські самоцвіти», провідний грецький колектив Приазов’я та України. 1936 року ансамбль посів перше місце у Всесоюзному перегляді колективів національних меншин в Москві. З 1938 року — селище міського типу.
У 1959 році в Сартані була організована Маріупольська державна станція по племінній справі і штучному заплідненню сільськогосподарських тварин.
6 березня 2004 року була відкрита фабрика по вирощуванню бройлерів.
2005 року в Сартані був побудований новий храм святого Георгія.
Під час російсько-української війни 2014 року проросійськими терористами 7 вересня 2014 року був обстріляний блок-пост у селищі.
14 жовтня 2014 року близько 15:00 терористи в напрямі від Комінтернове (з 12 липня 2016 року — Пікузи) обстріляли північну околицю Сартани, вибухнуло кілька снарядів, постраждали мирні жителі, що брали участь у похоронній процесії. Загинули семеро людей, ще сімнадцять осіб зазнали поранень. З нагоди цієї події встановлено пам’ятний знак «Загиблим односельчанам за час АТО».
17 жовтня 2014 року уряд Греції озвучив готовність допомоги постраждалим у результаті обстрілу в Сартані — повідомив заступник прем’єр-міністра і міністр закордонних справ Греції Евангелос Венізелос.
Вранці 14 лютого 2015 року бойовики обстріляли Сартану, зруйновано 3 будинки, чоловік з важкими пораненнями доправлений до міськлікарні, де від травм помер.
16 серпня 2015 року о 22:00 бойовики обстріляли Сартану, пошкоджено 50 будинків, 2 особи загинуло, 6 поранено, терористичному наступу протистояли вояки 79-ї бригади та морська піхота.
8 червня 2017 року проросійські терористи обстріляли зі ствольної артилерії Сартану, троє вояків ЗСУ зазнали контузії.
