第一次世界大戦が勃発すると、黒海ではロシアとオスマン帝国海軍・ドイツ帝国海軍との間で激しい戦闘が数度行われた。1917年、ロシア革命によってロシア黒海艦隊は数度所属を変えることとなり、最終的に1920年にソヴィエト連邦の管轄下に入るものの、この間主要艦船は国外に脱出し、黒海艦隊は壊滅状態となった。1920年、大戦に敗北したオスマン帝国はセーヴル条約によって、黒海の出口にあたるボスポラス海峡・マルマラ海・ダーダネルス海峡とその周辺地域は国際機関「海峡委員会」の管理下に置かれることとなったが、この条約に反発したムスタファ・ケマルが他国軍を追い払い、1923年に締結されたローザンヌ条約では海峡の自由通行は認められたものの、海峡管理権はトルコ共和国のものとなった。さらにトルコは条約の改正を求め続け、1936年のモントルー条約によって商船の自由通行と軍艦の通行制限が認められ、これによって黒海沿岸諸国の地中海進出は再び阻まれた。ソヴィエト連邦が成立すると黒海艦隊は再建・増強されたものの、1941年に始まる黒海の戦いにおいて黒海艦隊はドイツの航空機の前に劣勢を強いられた。第二次世界大戦後には黒海艦隊はみたび再建され、黒海は「ソ連の海」となった。また、貿易上も黒海はソ連にとって非常に重要であり、輸出の半分、輸入の4分の1は黒海経由で行われていた。しかし、黒海の出口はモントルー条約のもとアメリカ寄りのトルコ政府が押さえており、ここから地中海方面へソ連が進出することは困難だった。1991年のソ連の崩壊により、黒海北岸はほとんどが新たに独立したウクライナに、東岸はやはり新たに独立したジョージアに属することとなり、ロシア領は北東部のみへと大幅に縮小した。これらの新独立国を包含する新たな国家間機構の必要性が高まり、1992年にはトルコの主導により沿岸諸国によって黒海経済協力機構が結成された。このほか、2001年にはやはりトルコ提唱により黒海海軍合同任務群が設立された。しかし、とくに北岸のロシアとウクライナの間はしっくりいっておらず、黒海艦隊の所属やクリミア半島の帰属などで対立が続いた。2007年には、ロシア・ウクライナガス紛争を避けてウクライナを迂回し、黒海のトルコ領海内を通ってロシアとヨーロッパを結ぶパイプライン、サウス・ストリーム計画が発足した。2014年、ロシアは2014年ウクライナ騒乱に乗じてクリミア編入を一方的に宣言した。（2014年クリミア危機）
国史での初見は『続日本紀』大宝元年（701年）条で、山背国葛野郡の「木島神」のほか月読神・樺井神・波都賀志神の神稲を同年以後は中臣氏に給すると見える。『新抄格勅符抄』大同元年（806年）牒によれば、当時の「許志摩神」には神戸として山城国から9戸が充てられていた。続けて国史では、天安3年（859年）1月には「木島天照御魂神」の神階が正五位下に昇叙された旨や、同年（貞観元年）9月・貞観17年（875年）7月・元慶元年（877年）6月には雨乞のための奉幣、貞観17年8月には秋稔のための奉幣が遣わされた旨が記されているほか、元慶元年4月条にも記載が見える。延長5年（927年）成立の『延喜式』神名帳では山城国葛野郡に「木島坐天照御魂神社 名神大 月次相嘗新嘗」として、名神大社に列するとともに朝廷の月次祭・相嘗祭・新嘗祭では幣帛に預かった旨が記載されている。社名の読みは吉田家本で「アマテラスミムスヒ」、金剛寺本で「アマテルミムスヒ」と振られるが、後世の『神名帳考証』・『神祇志料』・『神社覈録』では「アマテルミタマ」とする。『延喜式』では、ほかに四時祭下 相嘗祭条、臨時祭 祈雨祭条、臨時祭 名神祭条においてもそれぞれ木嶋社の記載がある。広隆寺の縁起である『広隆寺来由記』（山城州葛野郡楓野大堰郷広隆寺来由記、明応8年（1499年）成立）では、貞観年間（859年-877年）に僧の道昌が勅命により「木島名神」の池水に祈雨のため加持を行なった旨や、祈雨の神として崇敬されたことで神階が順次昇叙され長久4年（1043年）に正一位の極位に達した旨が記載されているほか、延喜年間に広隆寺に勧請された鎮守38所のうちで「木島 女。正一位」と女神として記載されている。平安時代末期の『梁塵秘抄』では、木嶋社が伏見稲荷大社や石清水八幡宮と並んで参拝者が絶えず賑わった神社として歌われている。鎌倉時代の承久3年（1221年）の承久の乱では、『吾妻鏡』において後鳥羽上皇側の三浦胤義父子が「西山木嶋」で自殺したと見えるが、これは当地に比定される。『承久記』によれば、胤義は「子の嶋と云ふ社」に隠れていたが末路を悟って自害し、郎従が社に火をかけたという。近年の境内発掘調査では、この焼失後の社殿再興時のものと見られる鎌倉時代前期頃の整地の跡が認められている。その後は江戸時代頃まで文献に記載が見られず、変遷は不詳。安永9年（1780年）の『都名所図会』では当時の境内の様子が描かれている。明治維新後、明治6年（1873年）6月に近代社格制度において郷社に列した。昭和60年（1985年）に境内は京都市指定史跡に指定された。平成14年（2002年）には、境内北東隅における消防用防火槽設置に伴い、史跡としての発掘調査が初めて実施されている。