На неговата територия са открити първи наченки на писмени знаци в човешката история (50 – 48 век пр. Хр.), предвестник на праисторическата Дунавска протописменост, както и най-старата фаза (начало 55 – 54 век пр. Хр.), наречена Блатница, на европейската неолитна култура Хаманджия.
Някои учени приемат откритията в Дуранкулашкия археологически комплекс като аргумент в подкрепа на хипотезата за „Потопът в Черно море“.[2] и като катаклизъм който е имал фатални последици за обитателите на Големия остров, носителите на късноенеолитната култура Варна.
Археологическите проучвания в Дуранкулак започват през 1974 г. Те са ръководени от Хенриета Тодорова, Кирил Ботов и Тодор Димов. След 2015 год. Същите се ръководят от Иван Вайсов и Владимир Славчев. Резултатите от проучванията показаха, че:[3]
Първо е бил заселен югозападния бряг на Дуранкулашкото езеро където е открито късно неолитно селище с частично вкопани куполовидни едноетажни жилища на най-древното културно уседнало земеделско-скотовъдно население в Европа съществувало от 5500 – 5400 до 5100 – 5000 пр. Хр. Това е селището където е открита най-древната фаза Блатница на културата Хаманджия.
Към 5100 – 5000 г. пр. Хр. обитателите изоставят селището на брега и се установяват на полуострова срещу него (днес Големия остров с площ около 20 декара). Тук те изграждат ново енеолитно селище съществувало от 5100 – 5000 до 3800 г. пр. Хр. Неговите къщи са с правоъгълен план с късата страна от към север, ориентирани както и улиците му по посоките на света. Досега тук са проучени 24 сгради, всяка от които обитавана от по един род от 15 – 20 души. Това е началото на енеолитната селищната могила възникнала на Големия остров, в която са проследени 8 следващи едно под друго селища. Първите 2 са от ранния енеолет – култура Хаманджия. Следващите 4 са от късноенеолитната култура Варна. В центъра са разкрити останките на значима обществена сграда вероятно дворец и/или храм с площ над 200 m². На места дибелината на културните напластявания достига до 3 м. Стените на къщите се зидани на сухо от камък до около 1 м и от там нагоре се издигали с дебели глинобитни пояси, като се е ползвал и дървен материал. Покривът е плосък покрит с тръстика, слама и/или сено, Площта на жилищата е от 80 до 170 кв. м, с дължина към ширина в пропорция приблизително 1/3. Сградите са имали по две основни помещения. Възможно е във височина подпокривното пространство частично или изцяло да е оформяло втори етаж или каменните зидове да са били цокъл над който да е бил същинското обитаемо ниво. Стените са фино измазани отвътре с пречистена глина, боядисани с минерални бои и частично украсени с рисунки. Между постройките са прокарани най-старите улици в Европа с ширина 1.00 – 1.50 най-често метра, като устройственият им план е спазван стриктно поради ограничената площ на острова и специфичните климатични дадености. В стелещата не са открити долепени постройки, но при някои има отстояние само 10 – 20 см. Има и проходи между тях широки едва 80 см.
Населението отглеждало пшеница, ечемик, грах, леща, домашни животни. Населението е поддържала разменна търговия и със Средиземноморието от където си е доставяло ценните раковини спондилус и денталиум употребявани според проф. В. М. Массон и проф. Х. Тодорова като паричен еквивалент използван за изработката на луксозни украшения и майсторска изработка на изискани облекла. Ежиднивната диета е включвало продукти набавяни посредстум лов и риболов. Тогава са се тъчело на стан, а с калъпи е правена и украсена керамика. Последната е правена без грънчарско колело. Населението е имало металургични познания по отношение обработватката на злато и мед и изготвяне на украшения от малахит, халцедон и раковини, за което са ползвани и вносни продукти. Имало обществена система с първенци, войнствени младежи и жрици. Религиозни вярвания са били развити в култовете към плодородието, огъня, слънцето и мъртвите. Идолите – женски фигурки с обобщен образ са грижливо изработени, полирани и често украсени с гривни. По тях се откриват врязани знаци – първи наченки на писменост в човешката история датирани заедно с всичко посочено не по-късно от 51 – 48 в. пр.н.е.
На брега на юг от изоставеното първо поселение в тази епоха в 53 в. пр.н.е. в местността „Нивата“ възниква най-големият в света известен на науката праисторически некропол, в който са локализирани над 1400 погребения от които проучени – 1204 гроба. Той е ползван над 1000 години до към 3800 г. пр.н.е. Мъжете са погребвани изпънати по гръб с глава на север, а жените и децата свити на страни. Около тях са полагани сечива, храна, дарове, съдове и вотивни фигури.
На западния бряг на езерото. между острова и некропола, през протобронзовата епоха (към 35 – 34 в. пр.н.е.) са издигнати няколко погребални могили, обединени в могилен некропол. Според някои изследователи те отбелязват началото на обитаването на тези земи от прото-траките.
Към 34 до 30 век пр.н.е. климатът съществено се влошава, а нивото на морето се покачва с около 12 – 15 м над сегашното, което, съчетано с предполагаемото нашествията на северни племена, води до обезлюдяването на района.
