Калос Лимен был основан греками-ионийцами в IV веке до н. э. Город, занимавший площадь около 4 гектаров, был окружён крепостной стеной с четырёхугольными башнями. Земли вокруг были разделены на участки.

Экономика Прекрасной Гавани базировалась на земледелии. Сельскохозяйственные угодья города, его хора, находились вокруг Ак-Мечетской бухты в радиусе около 2 км.

Благодаря своему стратегическому положению, плодородным землям и удобной гавани, город привлекал внимание более сильных соседей. Уже к концу IV века до н. э. он был захвачен херсонеситами. В III веке до н. э. появились новые претенденты, скифы и сарматы. Их набеги заставили греков укрепить существующие оборонительные сооружения и построить новую линию обороны, многобашенную цитадель у бухты. Известно о 16-метровом маяке, в подвалах которого хранились запасы пищи на случай осады, а на верхних этажах находился командный пункт и камнемётные орудия, контролировавшие вход в бухту.

Эти меры лишь отсрочили падение Калос Лимена, и уже во II веке до н. э. город оказался под контролем скифов. Вскоре он стал важным морским портом Позднескифского государства наряду с Керкинитидой.

В конце II века до н. э. северо-западный Крым снова стал ареной военных действий. Экспедиционный корпус под командованием Диофанта разгромил скифов и их союзников сарматов, восстановив контроль над Керкинитидой и Калос Лименом, что подтверждается почётными декретами в честь Диофанта и херсонеситов, захвативших Калос Лимен.

В середине I века до н. э. Калос Лимен снова попал под власть скифов.

Город прекратил своё существование в I веке н. э., когда сарматы, вторгшиеся с севера, окончательно разрушили его.

Название полиса, искажённое до Кало-Лимена, упоминается на итальянских картах XIII и XVI веков, после чего исчезает из исторических источников.

Сегодня на месте древнего города находится национальный парк и историко-археологический музей-заповедник «Калос Лимен», основанный в 1997 году для изучения и популяризации этого археологического объекта. В посёлке Черноморское, ближайшем к раскопкам, работает историко-краеведческий музей «Калос Лимен», открытый в 1987 году.

Археологические раскопки в Калос Лимене продолжаются успешно. Были обнаружены остатки древнегреческой крепости и домов. Полностью раскопаны центральные городские ворота и основная улица, вымощенная плитами, на которых сохранились следы от повозок.