Sembos žemės kaimo pavadinimas Pilavō prūsiškos kilmės.[5] Baltijos nerijos pietinė dalis buvo apgyvendinta dar geležies amžiuje. Vietovė pateko į istoriją 997 m., kai netoli dabartinio Baltijsko buvo užmuštas Prahos vyskupas Adalbertas Vaitiekus, vėliau paskelbtas šventuoju. Jo žūties vietoje pastatytas 1997 m. lenkų dovanotas kryžius.
Vokiečių ordinas, XIII a. atsibastęs į sembų žemes, prie sąsiaurio pasistatė Laukstyčių (Lochštato) pilį, ilgai buvusią svarbiausiuoju centru Aistmarių nerijos šiauriniame gale, kurios liekanos išliko iki šiol kaip archeologijos, architektūros ir istorijos paminklas. XIII–XIV a. ties būsimąja Piliava gyvavo Vogramo ir Kamstigalio žvejų kaimai. Matyt, žvejybos verslui plečiantis, ties senąja protaka 1376 m. buvo įkurta žuvų prekyvietė – didesnės gyvenvietės užuomazga. Sembų pilaitės vietoje kryžiuočiai pasistatė savąją pilaitę – muitinę. 1430 m. minima Pilen gyvenvietė, kuri buvo deginama 1479 ir 1510 m. sąsmaukos šturmo metu.
Palaipsniui smėlis užnešė ties Laukstyčiais buvusią protaką į jūrą, bet 1497 m. didelė audra piečiau Piliavos pralaužė nerijos smėlio pylimą ir išplovė naują protaką tarp Aistmarių ir Baltijos jūros. 1510 m. naujoji protaka, vėliau pavadinta Piliavos sąsiauriu, buvo pritaikyta laivybai ir palaipsniui tapo vis svarbesniu vandens keliu į Karaliaučių, galop nukonkuravusiu kitas senąsias protakas Aistmarių nerijoje. Žmonių pastangomis ši protaka buvo „įamžinta“ palaipsniui sutvirtinant jos krantus, apsaugant nuo užnešimo smėliu, nuolat gilinant, paverčiant svarbiausiais vartais į jūrą. Pamaryje prie Vogramo kaimo įsikūrė ir Piliavos žvejų kaimas, vėliau vadintas Senąja Piliava, 1519 m. minėtas kaip Pillaw, 1522 m. – Pillau. 1537 m. pastatytas muitinės blokhauzas, 1598 m. – sava bažnyčia.
Iki 1525 m. Piliava priklausė Kryžiuočių ordinui, likvidavus Kryžiuočių ordino valstybę – jos vietoje sukūrusiai pasaulietinei Prūsijos kunigaikštystei, 1618 m. pateko Brandenburgo priklausomybėn. Klestėjo vietinis žvejybos verslas – Piliavoje gaudyti dabar jau nebežinomi eršketai, pelnytasi iš juodosios ikros. Ši žvejyba ir patys įspūdingieji eršketai ilgai buvo Piliavos simboliu – net žvejybos valdybos būstinė oficialiai vadinta Eršketų rūmais.
Po gan ramaus XVI amžiaus, nuo XVII a. pradžios padėtis Baltijos jūros pakrantėse susikomplikavo, kylant Švedijos galybei bei jos ekspansionistinėms užmačioms. Dar 1601 m. olandų specialistai planavo Prūsijos įtvirtinimus ties Piliava, vis labiau suvokiant tos vietos strateginę reikšmę. XVII a. pradžioje ties Piliava buvo dislokuoti samdiniai iš Škotijos, turėję sustiprinti Prūsijos kunigaikštystės karines pajėgas. Bet 1626 m. liepos 6 d. švedų karalius Gustavas II Adolfas su 37 laivų laivynu ir, anot istorinių šaltinių, net keturiolika tūkstančių vyrų, užėmė sąsiaurį ir pradėjo didžiuosius fortifikacinius darbus – Piliavoje pastatė redutą su blokhauzu, kaip būsimosios tvirtovės užuomazgą.
Po švedmečio susirūpinta pagrindinių jūros vartų į Karaliaučių saugumu, pradėta rimtai įsitvirtinti Piliavoje. 1634–1670 m. ten mūryta citadelė. Akmenys ir plytos į smėlingą Aistmarių neriją vežti iš ardytos Balgos pilies, tuomet pripažintos jau atgyvenusia naujojoje geopolitinėje situacijoje, kai grėsė įsiveržimas iš Baltijos jūros, o ne vidaus kovos, o vėliau ir iš Laukstyčių pilies, taip pat praradusios savo strateginę reikšmę, smėliui užnešus tenykštę protaką.
Greta citadelės 1647 m. įsikūrė atvykėlių olandų kolonija. 1660 m. Piliavoje gyveno 250 žmonių, tarp jų buvo žvejų, laivininkų, amatininkų, smulkių prekybininkų. 1657 m. būtent iš Piliavos išplaukė patys pirmieji Prūsijos kunigaikštystės kariniai didesni laivai, pradėję tos valstybės karinio laivyno istoriją. 1680 m. olandai laivų statybos specialistai Piliavoje įkūrė laivų statyklą, stačiusią karinius bei kitokius burlaivius pagal Vakarų Europos standartus. Taip pradėta didžiųjų burlaivių statybos era. 1681 m. olandų kolonijoje įsikūrė evangelikų reformatų protestantiškoji parapija, 1685 m. pastatyta įgulos bažnyčia.
Laivyba pro Piliavą buvo itin svarbi Lietuvos Didžiosios Kunigaikštijos prekeiviams. LDK, ar bent atskirų jos vietovių prekybiniai ryšiai vandens keliais su Vakarų Europa ilgam nenutrūkdavo net ir kovų su kryžiuočiais šimtmečiais – protarpiuose tarp kovų viena ar kita kryptimi vykdavo savų prekių prisikrovę pirkliai. Po Žalgirio mūšio ir 1422 m. Melno taikos įsivyravus ramesniems laikams, iš LDK į Vakarų Europą vandens keliais vis didesniais kiekiais eksportuoti lietuviškų bei gudiškų žemių turtai: javai, mediena, vaškas ir daugelis kitų dalykų. Tai žymiu mastu nulėmė LDK „Aukso amžių“ – klestėjimą ramiajame XVI šimtmetyje, kai nemaža LDK didžiūnų bei prekybos tarpininkų labai praturtėjo. Tų LDK eksportinių prekių srauto didžioji dalis plukdyta Nemunu, Kuršių mariomis, Deimės bei Priegliaus upėmis iki Karaliaučiaus, o nuo ten – Aistmarėmis pro Piliavos sąsiaurį bei Baltijos jūra į vakarus.
Iš Piliavos uosto 1682 m. buvo surengta kolonijinė ekspedicija į Vakarų Afriką, 1688 m. net 32 laivai pasiųsti prekybai su Afrika ir Centrine Amerika (Vest Indija). Penkiakampė Piliavos tvirtovė didžiulį įspūdį paliko 1697 m. joje apsilankiusiam RusijoscaruiPetrui Pirmajam. Jos pavyzdžiu buvo pastatyta Petropavlovsko tvirtovė.
Nuo 1701 m. Pilau priklausė Prūsijos karalystei. Gyvenimas prie didžiosios prekybos kelio skatino ir Piliavos gyvenvietės plėtrą. 1701 m. įsteigta prekyvietė, 1725 m. Piliava gavo karališkojo miesto teises, miestas vadintas „Mažuoju Amsterdamu“ – ten gyveno daug olandų, lankėsi Anglijos ir kitų Vakarų Europos šalių pirkliai. 1720 m. Piliavoje veikė net 12 alinių, 4 kepyklos, 3 mėsinės, įvairios amatininkų dirbtuvės. Kasmet Piliavos uostą aplankydavo po 400–800 laivų, praturtindavusių gyvenvietę bei jos žmones. LDK prekių eksportą vandens keliais pro Piliavą paskatino dar XVII amžiaus pabaigoje iškasti Pričkagrabės ir Greituškos kanalai.
Per Septynerių metų karą 1757 m. liepos mėnesį Piliavą užėmė Rusijos imperijos kariuomenė ir laivynas. Laivyno apsaugai buvo supilta damba, nuo kurios prasidėjo uosto statyba. Pasibaigus Rusijos okupacijai, Piliava toliau augo. Besiplėtusi tarptautinė prekyba skatino laivybos raidą – statyti vis didesni prekiniai burlaiviai, galėję gabenti vis daugiau prekių įvairiomis kryptimis. Kelią į Karaliaučių naujiesiems didlaiviams sunkino seklios ir aštriai banguotos, žiemą užšąlančios Aistmarės. Užtat palaipsniui menkėjant Karaliaučiaus uosto reikšmei, vis labiau klestėjo Piliavos uostas – čia iš jūrinių laivų į mažesnius laivelius arba arklinius vežimus buvo iškraunamos prekės iš Vakarų Europos, čia į juos būdavo sukraunamos LDK ir Mažosios Lietuvos prekės. 1784 m. Piliavos uostą aplankė du tūkstančiai laivų.
1789–1806 m. dar labiau sutvirtinta Piliavos citadelė, bandant apsaugoti uostą ir Karaliaučiaus prieigas nuo tuomet vis ryškėjančios Prancūzijos grėsmės. Tačiau sausumos keliais atžygiavusios Napoleono armijos iki pat 1813 m. valdė kraštą, pasirūpindamos ir Piliavos uostu – ten buvo pradėtas statyti švyturys, tvirtinti Piliavos sąsiaurio krantai. Pasibaigus napoleonmečiui uostas vėl suklestėjo; apie jį rašyta, kad ten skamba vokiečių, olandų, anglų kalbos bei jūreiviškasis žargonas. 1817 m. Piliava tituluota kaip karališkasis jūrų ir prekybos miestas (tokį titulą turėjo ir Klaipėda), joje gyveno 2521 žmogus, o tvirtovėje – dar 146 žmonės. XIX a. viduryje Piliavos mieste gyveno 2721 žmogus, o tvirtovėje – 881 žmogus.
Piliavai savaip padėjo Krymo karas, kai sąjungininkų laivynas XIX a. viduryje blokavo Rusijos uostus Baltijos jūroje, Rusijos imperijai savus krovinius teko eksportuoti ir būtinas prekes įsivežti per neutralios Prūsijos uostus. 1860 m. nutiestas geležinkelis Virbalis-Eitkūnai-Karaliaučius, o 1865 m. – geležinkelis Karaliaučius-Piliava užtikrino didžiulį krovinių srautą iš Rusijos imperijos valdų ir ten atsidūrusios Didžiosios Lietuvos. 1864–1887 m. Piliavoje buvo įrengtas didžiakrūvis uostas, keliems dešimtmečiams tapęs svarbiausiu regione. Iš Piliavos tuomet vyko pagrindinis Rytprūsių susisiekimas jūra su Vakarų Europa, ten būdavo perkraunama daugybė krovinių.
Kartu Piliava vertinta ir kaip Prūsijos valstybės svarbi tvirtovė bei viena iš karinio laivyno bazių. Anuomet kariniuose laivuose tarnavo nemaža lietuvininkų jaunuolių, daugiausiai žvejų sūnūs, kuriuos nukreipdavo į laivyną, kaip patyrusius laivininkus. Tuomet lietuvininkų palikuonys, tarnavę įvairių laivų įgulose, aplankydavo tolimesnius kraštus – įvairiose vietose dar saugomi jų laiškai bei atvirukai iš Pietų Amerikos, Azijos ar Afrikos uostų; ne vienas buvo pamatęs Japoniją.
1883 m. sąsiaurio apsaugai nuo nešamo smėlio pastatytas šiaurinis molas, 1887 m. baigtas ir pietinis molas, sudarę uosto vartus. 1869 m. pastatyti vakarinis ir rytinis fortai, 1888 m. artilerijos gynybos linija, 1889 m. pastatytas Štilės fortas, pavadintas generolo Vilhelmo Gustavo fon Štilės vardu. Jis buvo susprogdintas 1945 m. sausio 26 d. 1927 m. pastatytas aukščiausias tuomet miesto pastatas – 32 m vandens bokštas (architektas Hansas Hopas).
Per sekliąsias Aistmares buvo nutiestas Karaliaučiaus jūros kanalas, kuriuo Rytprūsių sostinę galėjo pasiekti didieji jūrų laivai. 1902 m. užbaigus kanalo statybą, Piliava vėl liko nuošalėje – pagrindinis laivų srautas pasuko tiesiai į Karaliaučių, išplėtota Piliavos uosto infrastruktūra nebebuvo taip intensyviai naudojama, miestas ėmė palaipsniui mažėti. 1902 m. prie miesto buvo prijungta senoji Piliava. 1905 m. Piliavoje gyveno 7377 žmonės, iš jų 1152 kariškiai.
1912 m. Piliava apibūdinta kaip miestas, tvirtovė ir pajūrio kurortas – į Baltijos paplūdimius bei Aistmarių pakrantes atvykdavo ilsėtis ar praleisti savaitgalio Karaliaučiaus gyventojai. Pajūryje buvo įrengtos maudyklės. Tuomet Piliavoje veikė Belgijos, Olandijos, Portugalijos, Švedijos, Norvegijos, Danijos, Didžiosios Britanijos bei Rusijos konsulatai. Mieste buvo 4 viešbučiai, 7 užeigos namai (vienus iš jų laikė Pilokaitis), net 25 restoranai (tarp jų Budniko, Getkanto, Ramonaičio, Strupaičio valdyti restoranai), daugybė kitų įstaigų, amatininkų dirbtuvių. Uostamiestyje veikė žvejybos, laivininkystės, laivų statybos, prekybos bendrovės, locmanų bei pakrančių valdybos, uosto statybos valdyba, navigacijos mokykla, centrinė muitinė. Laikyta didelė karinė įgula, stovėjo stambūs kareivinių pastatai.
Po Pirmojo pasaulinio karo Piliava nusmuko. Jai savaip padėjo Versalio taikos sutartis, atkirtusi Rytprūsius nuo pagrindinės Vokietijos dalies, nes Vyslos žemupys buvo atiduotas Lenkijai. Tada bendrovė „Seedienst Ostpreussen“ išpopuliarino tiesioginius keleivinių laivų reisus į Piliavą iš Vokietijos uostų, Piliava tapo gana reprezentaciniais Rytprūsių jūros vartais. Iš Piliavos keleiviniai laivai plaukdavo ir į Klaipėdą.
1933 m. Vokietijoje įsigalėję nacionalsocialistai ėmėsi likviduoti lietuviškus vietovardžius Rytprūsiuose. Pilkalnio miestas buvo pervadintas vokišku vertiniu Schlossberg (Pilies kalnas), bet uostamiestis tebevadintas Pillau.[6]
Antrojo pasaulinio karo metais miestas ne kartą buvo bombarduojamas, nes jame stovėjo vokiečių karinis laivynas, buvo povandeninių laivų bazė. Beveik visi įtvirtinimai buvo sunaikinti 1945 m. sausio-balandžio mėn. rusų puolimo metu. Pradėjusi didįjį puolimą Vakarų link sovietinė kariuomenė apsupo Rytprūsius, užimdama Baltijos jūros pakrantę Pomeranijoje. Į apsuptį pakliuvo ir tūkstančiai lietuvių iš Didžiosios Lietuvos, besitraukusių į Vakarus ir nebespėjusių ten atsidurti. Siaurėjant apsupties žiedui Piliava liko svarbiausiu uostu, iš kurio laivais buvo galima pasitraukti į Vakarus. Gausybė pėsčių ir važiuotų pabėgėlių dažnai per Aistmarių ledą ėjo link to viltingo uosto, apšaudant ir bombarduojant sovietiniams lėktuvams. Daug laivų su pabėgėliais (tarp jų užfiksuota ir daug lietuviškų pavardžių) Baltijos jūroje nuskandino sovietiniai kariniai laivai ir lėktuvai. Vien per 1945 m. vasario mėnesį iš Piliavos į Vakarus buvo išplukdyti 173 902 pabėgėliai, per kovo mėnesį – dar 58 337, nepatekusieji į laivus kėlėsi per Piliavos sąsiaurį ir pėsčiomis Aistmarių nerija traukėsi į Vakarus link kitų dar veikusių uostų.
Mūšiai prie Piliavos tęsėsi beveik iki pat Antrojo pasaulinio karo Europoje pabaigos – uostamiestis užimtas tik 1945 m. balandžio 25 d. Nuo 1945 m. uoste bazuojasi Rusijos Baltijos laivynas, tai didžiausia Rusijos karinio jūrų laivyno bazė. Piliava buvo paversta slaptu, paprastiems žmonėms neprieinamu miestu, nes jame telktas branduolinis kumštis būsimajam smūgiui į Vakarų pasaulį. Tam itin tiko Piliava, kaip netoli Vakarų Europos atsiradusi sovietinių povandeninių laivų ir branduolinių raketų starto aikštelė.
Nuo 1947 m. buvo renkama miesto taryba, tačiau reali valdžia priklausė Baltijos karinio jūrų laivyno vadovybei – miestas buvo paskelbtas uždaru. Nuo 1994 m. Baltijskas – srities reikšmės Baltijsko miesto apygardos (Балтийский городской округ) centras. 2002 m. Gynybos ministerija perdavė miesto valdžiai du iš keturių uosto baseinų, tačiau civilinio uosto plėtrai nuolat trukdoma. 2003 m. į Baltijsko miesto apygardos sudėtį įjungtas ir Primorskas. 2006 m.sausio 1 d. vietoje Baltijsko miesto apygardos įsteigta Baltijsko miesto gyvenvietė. Nuo 2008 m.Baltijsko municipalinio rajono administracinis centras.
2002 m. surašymo duomenimis savivaldybėje gyveno 31 400 gyventojų, didžioji jų dalis susijusi su kariniu laivynu. Baltijsko miesto apygardoje buvo šios gyvenvietės: [10][11]
↑Lietuviški tradiciniai vietovardžiai (Gudijos, Karaliaučiaus krašto, Latvijos ir Lenkijos). [sud. Marija Razmukaitė, Aistė Pangonytė]. – Vilnius, Mokslo ir enciklopedijų leidybos institutas, 2002. ISBN 5-420-01488-2. // psl. 56–83
↑Vilius Pėteraitis. Mažosios Lietuvos ir Tvankstos vietovardžiai (Die Ortsnamen von Kleinlitauen und Twanksta): jų kilmė ir reikšmė. – Vilnius: Mokslo ir enciklopedijų leidybos institutas, 1997. ISBN 5420013762
Grasilda Blažiene: Hydronymia Europaea, Sonderband II, Die baltischen Ortsnamen. Wolfgang Schmid Hrsg., Steiner Verlag Stuttgart 2000.
G. Gerullis: Die altpreußischen Ortsnamen. Berlin, Leipzig 1922.
Губин А.Б. Топонимика Калининграда. Реки и водоемы // Калининградские архивы. – Калининград, 2007. – Вып. 7. – С. 197–228.
Населенные пункты Калининградской области: краткий спр. / Ред. В.П. Ассоров, В.В. Гаврилова, Н.Е. Макаренко, Э.М. Медведева, Н.Н. Семушина. – Калининград: Калинингр. кн. изд-во, 1976.
Населенные пункты Калининградской области и их прежние названия = Ortsnamenverzeichnis Gebiet Kaliningrad (nordliches Ostpreussen) / Сост. Е. Вебер. – Калининград: Нахтигаль, 1993.