Starověk (6. stol. př. n. l. – 7. stol.)
V oblasti dnešního Acheloje se Thrákové usazovali už od 6. století př. n. l. Později bylo toto místo malým přístavem v orbitě řeckých kolonií Apollonie (Sozopol) a Mesembrie (Nesebar). Jméno „Acheloj“ pochází z řeckého „Acheloos“ — říčního božstva znamenajícího „řeka“.
Bitva u Acheloje (917)
20. srpna 917 se na Anchialském poli — mezi pevnostmi Anchialo (dnes Pomorie) a Mesembria (Nesebar), nedaleko ústí řeky Acheloj — odehrála jedna z největších bitev středověké Evropy. Car Simeon I. Veliký rozbil byzantskou armádu magistra Lva Fokase obchvatným útokem z kopce Biberna (u dnešního Kableškova). Byzantské ztráty se odhadují na desítky tisíc padlých; podle Lva Diakona byly hromady kostí u Anchiala vidět ještě 75 let po bitvě. Vítězství upevnilo bulharskou převahu na Balkáně a urychlilo uznání císařského titulu bulharského vládce.
Středověk a Osmanská říše (10.–19. stol.)
Po velké bitvě si místo zachovalo strategický význam — hranice mezi Bulharským carstvím a Byzancí až do 14. století. Pod osmanskou vládou byl Acheloj malou rybářskou vesnicí s řeckým a bulharským obyvatelstvem, asi 30 domů. V 19. století se zde usadili uprchlíci z Východní Thrákie a Malé Asie.
Současný Acheloj (1878 — dnes)
Po osvobození v roce 1878 zůstal Acheloj ve Východní Rumelii a po sjednocení ze 6. září 1885 přešel ke sjednocenému Knížectví Bulharsko. V roce 1967 byla vesnice vyhlášena mořským klimatickým letoviskem místního významu. 10. ledna 2009 byl Acheloj rozhodnutím č. 4 Rady ministrů (vyhlášeno ve Státním věstníku, č. 6 z 23. 1. 2009) prohlášen za město — jedno z nejnovějších sídel s tímto statutem v Burgaské oblasti.