Od Apollonii do wczesnobizantyjskiej Akry (VII w. p.n.e. – VI w. n.e.)
Półwysep Akra (Sweti Nikoła) na północny zachód od dzisiejszego Czernomorca był zamieszkany od VII–VI w. p.n.e., kiedy osiedlili się tu pierwsi starożytni greccy koloniści z Apollonii Pontyjskiej (Sozopola). W drugiej połowie V w. n.e., za bizantyjskiego cesarza Anastazjusza I, na tym samym półwyspie wzniesiono wczesnobizantyjską twierdzę Akra, która istniała do końca VI w. n.e. — do najazdów Awarów. Około jedna trzecia kompleksu twierdzy znajduje się dziś pod wodą w zatokach wokół półwyspu i jest przedmiotem podwodnych badań archeologicznych prowadzonych przez archeologa Iwana Christowa.
Od średniowiecza do wyzwolenia (VI–XIX w.)
Po VI w. twierdza Akra stopniowo podupadła i została opuszczona, a ludność przeniosła się do małych osad rybackich na pobliskim wybrzeżu. W okresie osmańskim istniała tu wioska o nazwie Sweti Nikoła (lub Ajazma), zamieszkana głównie przez greckich i bułgarskich rybaków. Osada wzięła nazwę od cerkwi „Sweti Nikoła”, poświęconej w 1858 r., po tym jak miejscowi marynarze odnaleźli cudowną ikonę świętego. W XIX w. wieś się rozrosła.
Współczesny Czernomorec (1951 — dziś)
Do 1951 r. wieś nosiła nazwę Sweti Nikoła; w 1951 r. decyzją administracyjną przemianowano ją na Czernomorec. Po 1945 r. Czernomorec znacznie się rozrósł — zbudowano ośrodki wypoczynkowe związków zawodowych i poszczególnych przedsiębiorstw państwowych. W 1972 r. do sąsiedniej wsi Atija, około 5 km na południowy zachód, przeniesiono z Burgasu punkt bazowania Marynarki Wojennej. 2 grudnia 2009 r. Czernomorec otrzymał status miasta. Po 1989 r. duże ośrodki sprywatyzowano; dziś miasteczko to zróżnicowany cel podróży z małymi rodzinnymi hotelami i kompleksami apartamentowymi, zachowujący ducha osady rybackiej.