От Аполония до ранновизантийска Акра (VII в. пр. Хр. – VI в. сл. Хр.)
Полуостровът Акра (Свети Никола) северозападно от днешния Черноморец е обитаван от VII–VI в. пр. Хр., когато тук се установяват първите древногръцки колонисти от Аполония Понтика (Созопол). През втората половина на V в. сл. Хр., при византийския император Анастасий I, на същия полуостров е изградена ранновизантийската крепост Акра, която съществува до края на VI в. сл. Хр. — до аварските нашествия. Около една трета от крепостния комплекс днес е под водата в заливите около полуострова и е обект на подводни археологически проучвания, ръководени от археолога Иван Христов.
От Средновековието до Освобождението (VI–XIX в.)
След VI в. крепостта Акра постепенно запада и е изоставена, а населението се премества в малки рибарски селища по близкия бряг. През османския период тук съществува селце с името Свети Никола (или Аязма) с предимно гръцко и българско рибарско население. Селището получава името си от храма „Свети Никола“, осветен през 1858 г. след като местни моряци намират чудотворната икона на светеца. През XIX в. селото се разраства.
Модерен Черноморец (1951 — днес)
До 1951 г. селото се нарича Свети Никола; през 1951 г. с административно решение е преименувано на Черноморец. След 1945 г. Черноморец се разраства значително — построени са почивни станции на профсъюзите и на отделни държавни предприятия. През 1972 г. в съседното село Атия, на около 5 км югозападно, се премества от Бургас и пунктът за базиране на Военноморските сили. На 2 декември 2009 г. Черноморец получава статут на град. След 1989 г. големите бази са приватизирани; днес градчето е разнообразна дестинация с малки семейни хотели и апартаментни комплекси, запазила духа на рибарско селище.