Від Аполлонії до ранньовізантійської Акри (VII ст. до н. е. – VI ст. н. е.)
Півострів Акра (Святого Миколая) на північний захід від нинішнього Черноморця заселили ще у VII–VI ст. до н. е., коли сюди прийшли перші давньогрецькі колоністи з Аполлонії Понтійської (Созополь). У другій половині V ст. н. е., за візантійського імператора Анастасія I, на тому ж півострові звели ранньовізантійську фортецю Акра, що простояла до кінця VI ст. н. е. — до аварських навал. Близько третини фортечного комплексу нині лежить під водою в затоках навколо півострова; там ведуть підводні археологічні дослідження, які очолює археолог Іван Христов.
Від Середньовіччя до Визволення (VI–XIX ст.)
Після VI ст. фортеця Акра поступово занепала, її покинули, а люди перебралися в маленькі рибальські поселення на сусідньому березі. За османських часів тут стояло сільце під назвою Святий Микола (або Аязма) з переважно грецьким і болгарським рибальським населенням. Назву поселення дістало від храму Святого Миколая, освяченого 1858 р. після того, як місцеві моряки знайшли чудотворну ікону святого. У XIX ст. село розрослося.
Сучасний Черноморець (1951 — сьогодні)
До 1951 р. село називалося Святий Микола; 1951 р. адміністративним рішенням його перейменували на Черноморець. Після 1945 р. Черноморець значно розрісся — звели бази відпочинку профспілок та окремих державних підприємств. 1972 р. до сусіднього села Атія, приблизно за 5 км на південний захід, з Бургаса переїхав і пункт базування Військово-морських сил. 2 грудня 2009 р. Черноморець отримав статус міста. Після 1989 р. великі бази приватизували; сьогодні тут і маленькі сімейні готелі, і апартаментні комплекси, а дух рибальського селища містечко зберегло.