Dans l'antiquité, les colonies grecques de Carcinite et de Chersonèse s'y installèrent. À l'époque romano-byzantine et sous la principauté de Théodoros s'y trouvait le port de Calamita, devenu Inkerman à l'époque turco-tatare. Devenue russe en 1783, la baie vit s'élever la ville portuaire et base navale de Sébastopol. Pendant la guerre de Crimée, les troupes britanniques et françaises y débarquent le pour assiéger Sébastopol. Pendant la seconde guerre mondiale, la baie fut l'objet d'âpres combats entre l'Armée rouge et la Wehrmacht d'abord en 1941 lors du siège allemand de Sébastopol, puis en 1944 lors de la contre-offensive soviétique. De nombreuses épaves de ces conflits parsèment les fonds de la baie, constituant des abris à biodiversité marine.