Поселение на реке Аккаржанка (впадает в Сухой лиман) возникло во ещё в 18 столетии, когда регионом владела Османская империя. Официальной датой основания Великодолинского считается 1804 год, когда сюда прибыли немецкие колонисты. Их колония называлась Гросс-Либенталь («большая долина любви»). Она быстро росла, к концу 19 века стала волостным центром в Одесском уезде.
Виноделием в посёлке начали заниматься ещё немецкие колонисты. До революции в Гросс-Либентале имелось несколько винных погребов. Виноградная гроздь изображена на флаге и гербе посёлка.
Посёлок назывался Гросс-Либенталь до 1918 года. Новое название – Великая Аккаржа – продержалось до 1957 года, после чего заменено на Великодолинское.
