Von Apollonia bis zum frühbyzantinischen Akra (7. Jh. v. Chr. – 6. Jh. n. Chr.)
Die Halbinsel Akra (Hl. Nikolaus) nordwestlich des heutigen Chernomorets ist seit dem 7.–6. Jahrhundert v. Chr. besiedelt, als sich hier die ersten altgriechischen Kolonisten aus Apollonia Pontika (Sozopol) niederließen. In der zweiten Hälfte des 5. Jahrhunderts n. Chr. wurde unter dem byzantinischen Kaiser Anastasius I. auf derselben Halbinsel die frühbyzantinische Festung Akra errichtet, die bis Ende des 6. Jahrhunderts n. Chr. – bis zu den Awareneinfällen – bestand. Etwa ein Drittel des Festungskomplexes liegt heute in den Buchten rund um die Halbinsel unter Wasser und ist Gegenstand unterwasserarchäologischer Untersuchungen unter Leitung des Archäologen Iwan Christow.
Vom Mittelalter zur Befreiung (6.–19. Jh.)
Nach dem 6. Jahrhundert verfiel die Festung Akra allmählich und wurde aufgegeben; die Bevölkerung zog sich in kleine Fischersiedlungen entlang der nahen Küste zurück. In der osmanischen Zeit existierte hier ein Dorf namens Hl. Nikolaus (oder Ayazma) mit überwiegend griechischer und bulgarischer Fischerbevölkerung. Der Ort erhielt seinen Namen von der Kirche „Hl. Nikolaus“, die 1858 geweiht wurde, nachdem ortsansässige Seeleute die wundertätige Ikone des Heiligen gefunden hatten. Im 19. Jahrhundert wuchs das Dorf weiter.
Modernes Chernomorets (1951 – heute)
Bis 1951 hieß das Dorf Hl. Nikolaus; 1951 wurde es per Verwaltungsbeschluss in Chernomorets umbenannt. Nach 1945 dehnte sich Chernomorets erheblich aus – es wurden Erholungsheime der Gewerkschaften und einzelner staatlicher Betriebe errichtet. 1972 wurde ins benachbarte Dorf Atia, etwa 5 km südwestlich, der Marinestützpunkt von Burgas verlegt. Am 2. Dezember 2009 erhielt Chernomorets den Stadtstatus. Nach 1989 wurden die großen Anlagen privatisiert; heute ist das Städtchen ein vielfältiges Reiseziel mit kleinen Familienhotels und Apartmentanlagen, das den Geist eines Fischerdorfs bewahrt hat.