Thrácká a řecká Urdoviza (6. stol. př. n. l. – 1. stol.)
Oblast kolem dnešního Primorska byla osídlena Thráky již od 6. stol. př. n. l. a řečtí kolonisté z Apollonie (Sozopol) využívali jižní černomořské pobřeží jako řetěz přístavních stanic — jedna z nich, známá jako Urdoviza, se lokalizuje u dnešního sousedního Kitenu. Významným archeologickým nálezem v okolí je thrácká megalitická svatyně „Beglik Taš“, ležící asi 5 km severně od Primorska, spolu se stopami helénistických obytných budov podél pobřeží.
Římské období (1. – 4. stol.)
Po připojení k Římské říši zůstala Urdoviza malou přístavní stanicí mezi Apollonií a Agathopolis (Achtopol). Z tohoto období pocházejí stopy silniční infrastruktury, malé lázně a několik hrobových staveb — vystavené v muzeu v Sozopolu.
Středověk a Osmanská říše (6. – 19. stol.)
Ve středověku pobřežní osady postupně ztratily přístavní roli a oblast se vylidnila. Pod osmanskou nadvládou byla tichá a řídce osídlená. Současná osada byla založena 15. května 1879 pod jménem Kjuprija (z tur. köprü – „most“) čtyřmi rodinami přistěhovalců ze strandžanských vesnic Zabernovo a Balgari (Urguri), které vykácely les na poloostrově Kjuprjuburun.
Primorsko a tábory mládeže (1934 — dnes)
V roce 1934 byla osada přejmenována z Kjuprije (tur. „most“) na Primorsko. V roce 1953 získala statut letoviska a výnosem č. 2190 ze 16. října 1981 – statut města po administrativním sloučení s Kitenem. V socialistickém období zde fungovalo Mezinárodní centrum mládeže „Georgi Dimitrov“, které přijalo statisíce mladých lidí z více než 50 zemí. Po roce 1989 se Primorsko proměnilo v klidné rodinné letovisko – oblíbenou alternativu hlučného Slunečného pobřeží.