De la Apollonia la Akra protobizantină (sec. VII î.Hr. – sec. VI d.Hr.)
Peninsula Akra (Sfântul Nicolae), la nord-vest de actualul Chernomorets, este locuită din secolele VII–VI î.Hr., când aici s-au stabilit primii coloniști greci antici din Apollonia Pontica (Sozopol). În a doua jumătate a secolului V d.Hr., sub împăratul bizantin Anastasius I, pe aceeași peninsulă a fost ridicată cetatea protobizantină Akra, care a existat până la sfârșitul secolului VI d.Hr. — până la invaziile avare. Aproximativ o treime din ansamblul cetății se află astăzi sub apă, în golfurile din jurul peninsulei, fiind obiectul unor cercetări arheologice subacvatice conduse de arheologul Ivan Hristov.
Din Evul Mediu până la Eliberare (sec. VI–XIX)
După secolul VI, cetatea Akra a intrat treptat în declin și a fost abandonată, iar populația s-a mutat în mici așezări de pescari de pe coasta apropiată. În perioada otomană, aici a existat un sătuc cu numele Sfântul Nicolae (sau Ayazma), cu o populație de pescari preponderent greacă și bulgară. Așezarea își ia numele de la biserica „Sfântul Nicolae”, sfințită în 1858, după ce marinari locali au găsit icoana făcătoare de minuni a sfântului. În secolul XIX, satul s-a extins.
Chernomorets modern (1951 — astăzi)
Până în 1951, satul s-a numit Sfântul Nicolae; în 1951, printr-o decizie administrativă, a fost redenumit Chernomorets. După 1945, Chernomorets s-a extins semnificativ — au fost construite case de odihnă ale sindicatelor și ale unor întreprinderi de stat. În 1972, în satul învecinat Atia, la circa 5 km sud-vest, s-a mutat de la Burgas și punctul de bazare al Forțelor Navale. La 2 decembrie 2009, Chernomorets a primit statutul de oraș. După 1989, marile baze au fost privatizate; astăzi, orășelul este o destinație variată, cu mici hoteluri de familie și complexe de apartamente, păstrând spiritul unui sat de pescari.