Начало изучения Будакского озера (Шаболатского лимана) — источника основных лечебных факторов курорта, было положено в конце XIX столетия членами Одесского научного общества курортологов. В 1887 году А.А. Вериго впервые определил физико-химические свойства рапы и грязи лимана.
Первое упоминание о посаде Шаболат-Сергеевка, которое насчитывало 15 дворов прихожан, относится к 1889 году. Урочище Шаболат-Сергеевка расположено было в юго-восточной части нынешней территории курорта, в районе подсобного хозяйства и котельной, и простиралось до территории детского оздоровительного лагеря «Медик-1». Проживало в нем 40 семейств, мужского пола 109 человек. Первая грязелечебница на берегу Шаболатского лимана (Будакского озера) была построена в селе Будаки (ныне Приморское) в 1895 году.
В 1921 г. Акимбетский помещик Акулич строит в Новой Сергеевке, имеющей к тому времени около 40 вилл, сезонную грязелечебницу, чем было положено начало развитию дачного поселка Сергеевка, как курорта.
28 июня 1940 г. Бессарабия была присоединена к Украине. Северная часть Бессарабии от впадения Днестра в Днестровский лиман вошла в состав образовавшейся Молдавской ССР, а южная, между Днестровским лиманом и Дунаем, вошла в состав Украины, как Измаильская область, просуществовавшая до 1956 г. Курорт Сергеевка оказался на территории Украины. Ввиду отсутствия приморских здравниц в Молдавской ССР, курорт Сергеевку было решено передать образовавшейся Молдавской ССР.
В 1956 г. произошла административно-территориальная реорганизация на Украине. Измаильская область ликвидируется и территория курорта Сергеевка переходит из Лиманского района Измаильской области в Белгород-Днестровский район Одесской области.
В 1959 году обнаружена минеральная питьевая вода (скважина №2 типа «Куяльник №4»). После экспериментальных исследований Ф.П.Амбросом (Кишиневский мединститут) была рекомендована для лечения воспалительных заболеваний желудка.
В 1972 году, был сдан в эксплуатацию пешеходно-транспортный мост через лиман длиной более 1 км, который соединил материковый берег с морской косой. Курорт Сергеевка становится основным и единственным приморским курортом Молдавии, обладающим высокой эффективностью лечения уникальными природными лечебными факторами.
Учитывая все возрастающую потребность в курорте, правительством Молдавии намечается с 1972 г. разработка и строительство объектов по обеспечению курорта пресной водой, создается проект по строительству водозабора и водовода Паланка-Сергеевка и водозабора в районе села Софиевка. Для обеспечения квалифицированными кадрами здравниц курорта и других организаций расширяется строительство жилых домов. Для обеспечения электроэнергией с перспективой на застройку начинается строительство новой линии электропередач мощностью более 8 тыс. кВт/час в сутки.
В связи с отсутствием свежих случаев заболевания костным туберкулезом среди населения Молдавской ССР, в 1976 году костно-туберкулезный санаторий перепрофилируется в детский санаторий «Сергеевка» для лечения воспалительных заболеваний органов дыхания