Античност и Византия (V в. пр. Хр. – XIV в.)
Селището е основано около 430 г. пр. Хр. от древногръцки колонисти, най-вероятно атиняни, в епохата на Перикъл. През римския период градът е известен като Перонтикос и процъфтява като пристанище. След варварските нашествия от V–VII в. е възстановен от византийския военачалник Агатон, откъдето получава и името Агатополис. През 1306 г. при император Михаил IX крепостните стени са укрепени; части от тях, високи до 8 м и широки 3,5 м, са запазени и до днес.
Османски период и възраждане (1453 – 1878)
През XVIII–XIX в. Ахтопол се разраства като рибарско и търговско средище; през 1796 г. е построена църквата „Св. Възнесение“, а в началото на XX в. — и Гръцкото училище, издигнато от български майстори по проект на гръцки архитекти и със средства на гръцки изселници в САЩ.
Български Ахтопол (1913 — днес)
След Балканските войни (1912–1913) Ахтопол става част от България. Голям пожар през 1918 г. унищожава почти целия град — оцелява само църквата „Св. Възнесение“ и една къща на крайбрежната алея. След гръцко-българската размяна на население от 1925 г. гръцките жители се изселват в Гърция, а тяхното място заемат български бежанци от Източна Тракия (около 150 семейства от района на Бунархисар). Днес Ахтопол е рибарско градче и лятна дестинация, отправна точка за природен парк „Странджа“.