La città di Piombino, capitale del piccolo stato omonimo costituito nel 1399 a seguito della caduta della Repubblica di Pisa, possedeva due approdi, il porto di Falesia, dal quale ha avuto origine l'attuale porto turistico e industriale, e il Porticciolo della Marina.

Il centro portuale di Falesia, oggi Portovecchio, di cui si ha notizia a partire dal V secolo, ebbe in origine una funzione prevalentemente di porto rifugio per i naviganti diretti a Populonia assumendo un ruolo sempre più importante come scalo del ferro proveniente dalle miniere dell'isola d'Elba. Nel 1286 fu costruita una torre a protezione del porto dato che era utilizzato anche come base della flotta pisana. Nel 1465 Jacopo III Appiani vi fece edificare un'altra torre e un arsenale navale. Nel secolo XVI, a causa dell'ascesa di Livorno, il porto di Falesia vide ridimensionata progressivamente la sua importanza, considerando anche lo stato di progressivo degrado. Durante il governo di Elisa Bonaparte e Felice Baciocchi (1805-1814) furono approntati una serie di progetti per l'escavazione, ma i lavori non furono eseguiti. Le condizioni generali dell'area migliorarono quando, a partire dalla seconda metà dell'Ottocento, furono impiantate le prime industrie siderurgiche, come La Magona d'Italia. Col crescere dell'industria del ferro, infatti, fu necessario procedere a lavori di ripristino e di drenaggio, oltre che di ampliamento del Portovecchio in modo da renderlo un'efficiente base per l'attracco delle navi mercantili. Alla fine dell'Ottocento fu dotato di una ferrovia e all'inizio del Novecento furono realizzate varie infrastrutture di supporto per gli stabilimenti metallurgici. Quasi completamente distrutto durante la Seconda Guerra Mondiale, fu successivamente ricostruito secondo le linee del precedente porto. Attualmente è uno dei maggiori scali italiani per i traffici commerciali ed industriali e per il transito di passeggeri verso l'isola d'Elba, la Sardegna e la Corsica.