Tuyên bố trên được đưa ra trước thềm chuyến thăm của Tổng thống Petro Poroshenko tới thành phố này nhân kỷ niệm 71 năm ngày thành phố được Liên Xô giải phóng khỏi Đức quốc xã.
Cơ quan an ninh Ukraine (SBU) cho hay, 29 người bị bắt, một lượng lớn vũ khí và chất nổ bị tịch thu.
Những người này nhận lệnh từ lãnh đạo các phần tử ly khai ở miền đông Ukraine, và đang lên kế hoạch ám sát một nhà lập pháp và một số nhà hoạt động thân phương Tây - giám đốc SBU, Valentin Nalivaichenko nói.
Ông Nalivaichenko cho biết, theo kế hoạch của những "kẻ phá hoại", đây là sẽ là khởi đầu của việc chiếm giữ lãnh thổ để giành được Odessa và khu vực xung quanh, tạo ra cái gần giống như một nước cộng hoà mới.
Hai ngày trước đó, SBU cũng công bố bắt giữ 10 người với cáo buộc lên kế hoạch đánh bom trong sự kiện ngày 10.4, khi Odessa kỷ niệm ngày giải phóng.
"Họ có kế hoạch hành động phá hoại và đánh bom" - người phát ngôn SBU nói.
Mặc dù Odessa nằm cách xa chiến sự ở miền đông Ukraine, song hàng chục vụ tấn công không có ai nhận trách nhiệm đã khuấy lên bầu không khí mất lòng tin ở thành phố cảng vốn đã bị chia rẽ ở Biển Đen.
Năm ngoái, Tổng thống Putin cho biết, Odessa không phải là một phần lịch sử của Ukraine, mà của Novorossiya, hiện là nơi đóng chốt của phe ly khai ở miền đông.
Hơn 6.000 người đã thiệt mạng trong các cuộc giao tranh giữa phe ly khai và quân chính phủ Ukraine trong suốt 1 năm qua.