Thrakisches und griechisches Urdoviza (6. Jh. v. Chr. – 1. Jh.)
Die Region um das heutige Primorsko war bereits ab dem 6. Jahrhundert v. Chr. von Thrakern besiedelt, und die griechischen Kolonisten von Apollonia (Sosopol) nutzten die südliche Schwarzmeerküste als eine Kette von Hafenstationen — eine davon, bekannt als Urdoviza, wird beim benachbarten heutigen Kiten lokalisiert. Ein bedeutender archäologischer Fund in der Umgebung ist das thrakische Megalithheiligtum „Beglik Tasch”, etwa 5 km nördlich von Primorsko gelegen, zusammen mit Spuren hellenistischer Wohnbauten an der Küste.
Römische Zeit (1.–4. Jh.)
Nach dem Übergang ins Römische Reich blieb Urdoviza eine kleine Hafenstation zwischen Apollonia und Agathopolis (Ahtopol). Aus dieser Zeit sind Straßenspuren, ein kleines Bad und einige Gräber erhalten — ausgestellt im Museum von Sozopol.
Mittelalter und Osmanisches Reich (6.–19. Jh.)
Im Mittelalter verloren die Küstensiedlungen allmählich ihre Hafenfunktion, und die Region entvölkerte sich. Unter osmanischer Herrschaft war sie ruhig und dünn besiedelt. Die heutige Siedlung wurde am 15. Mai 1879 unter dem Namen Küpria (vom türkischen köprü – „Brücke”) von vier Auswandererfamilien aus den Strandscha-Dörfern Zabernovo und Bulgari (Urguri) gegründet, die den Wald auf der Halbinsel Küprüburun rodeten.
Primorsko und die Jugendlager (1934 — heute)
Im Jahr 1934 wurde die Siedlung von Küprija (türk. „Brücke“) in Primorsko umbenannt. Im Jahr 1953 erhielt sie den Status eines Kurorts und mit Erlass Nr. 2190 vom 16. Oktober 1981 — nach dem administrativen Zusammenschluss mit Kiten — den Status einer Stadt. In der sozialistischen Zeit war hier das Internationale Jugendzentrum „Georgi Dimitrow“ tätig, das Hunderttausende junge Menschen aus über 50 Ländern empfing. Nach 1989 entwickelte sich Primorsko zu einem ruhigen Familienkurort — eine bevorzugte Alternative zum lebhaften Sunny Beach.