Apollonia greacă (610 î.Hr. – sec. I î.Hr.)
Orașul a fost întemeiat în 610 î.Hr. de coloniști ionieni veniți din Milet, inițial sub numele de Antheia, fiind redenumit curând Apollonia Pontica — după zeul Apollo, căruia îi era închinat templul său principal. Apollonia a devenit rapid una dintre cele mai bogate cetăți de pe coasta vestică a Mării Negre — bătea propriile monede de argint cu reprezentarea unei ancore (simbolul orașului) și a lui Apollo, iar în templul său se înălța o statuie de bronz a zeului, înaltă de 13 metri, opera sculptorului atenian Calamis din secolul al V-lea î.Hr.
Sozopolis roman (sec. I î.Hr. – sec. IV d.Hr.)
În 72 î.Hr., generalul roman Marcus Lucullus a cucerit și a devastat Apollonia, iar colosala statuie a lui Apollo a fost transportată la Roma și amplasată pe Capitoliu. Orașul nu și-a mai recâștigat niciodată prosperitatea anterioară. Tracia a devenit provincie romană în 46 d.Hr., sub împăratul Claudius, dar Apollonia și-a păstrat importanța comercială. Numele Sozopolis — „Orașul mântuirii” — apare în izvoarele scrise încă din secolul I d.Hr. Din epoca romană s-au păstrat porțiuni din zidul cetății și artefacte expuse la Muzeul Arheologic.
Bizanț & Bulgaria medievală (sec. V–XIV)
Orașul a devenit un important centru creștin și episcopie. În sec. IX a fost anexat Primului Țarat Bulgar de hanul Krum; ulterior a trecut de mai multe ori între Bizanț și Bulgaria. Din această perioadă s-au păstrat biserici medievale timpurii, mănăstirea „Sf. Ioan Înaintemergătorul" de pe insula Sf. Ivan și secțiuni de zid.
Epoca otomană și Renașterea (1453–1878)
Sub stăpânire otomană, Sozopol a păstrat o populație creștină semnificativă și statutul de port pescăresc și comercial. În secolele XVIII–XIX s-au construit casele specifice din epoca Renașterii, cu temelie din piatră și etaj superior din lemn, care definesc astăzi Orașul Vechi. Multe dintre aceste case se păstrează ca muzee, hoteluri, galerii și taverne.
Eliberarea și rezervația (1878 — astăzi)
După Eliberare (1878), Sozopol a devenit un mic oraș pescăresc bulgar. La 7 septembrie 1974, prin Hotărârea nr. 320 a Consiliului de Miniștri, Orașul Vechi a fost declarat rezervație arhitectural-arheologică „Sozopolul Antic”, cuprinzând peste 180 de case în stilul renașterii bulgare. Din 1984, în fiecare septembrie aici se desfășoară festivalul „Apollonia”. Astăzi, Sozopol este una dintre cele mai vizitate destinații de pe litoralul bulgar al Mării Negre.