Селото се намира в полите на Източна Стара Планина, разположено е от южната страна на Дюленския проход, в долината на река Хаджийска. Пътят, минаващ през селото, е старият път между Бургас и Варна. Слънчев бряг и гр. Несебър са на около 15 km.
В землището на Гюльовца през античността има укрепени селища и укрепителни съоръжения като част от отбранителната система по пътя Анхиало-Марционопол.
Селото е основано в далечната 1885 г. Други негови стари имена са Кьоллери, Гюлевца, Гюлювца. Константин Иречек в книгата си „Пътувания по България“ от 1883 г. записва името Гюлевца, което може да е поради липсващата в българската азбука буква ё. Името на селото идва от турски език „гюл“ – роза или „гьол“- езеро.
Възникнало е на територията на стар турски чифлик. В чифлика имало няколко колиби, където живеели турски селяни, обработващи чифлишките имоти, наричани „кюллета“. Постепенно те се събрали на едно място и основали село, наречено Кьоллер.
След Освобождението село Гюллелер възприема българското звучене Гюльовци, т.е. село на хора, които се занимават с рози (гюл).
Населението на Гюльовца е смесено. През 1890 г. в селото живеят 80 семейства, от които 30 са български. През следващите години част от мюсюлманското население се изселва и на негово място идват българи от планинските села и от други краища на страната. До 1928 г. в селото са настанени и оземлени бежански семейства от Източна Тракия. Сегашното население на село Гюльовца се състои предимно от преселници от двете, вече несъществуващи, села Рапица и с. Морско от м. Казанлъка, също и преселили се от околни села.
Основното училище на селото, носещо името „Кирил и Методий“, обучава ученици от първи до осми клас. Според „Каталога на училищата в Княжество България“, намиращ се в Регионален музей град Бургас, училището е основано през 1870 г. В летописните книги на училището също са запазени документи, отразяващи някои от тези факти. Налични са две летописни книги – едната от 1926 г., другата от 1965 г.
Село Гюльовца е водоснабдено от каптаж в гората северно от селото през 1940-41 г. След това етапно се водоснабдява цялото село.
На 15 август 1945 година е учредена кредитна кооперация „ Бяла река”. През 1948 година селото се електрифицира. В началото на 1949 година започва подготвителна работа за образуване на ТКЗС. На 19 юни 1949 е първото учредително събрание. През 1956 година почти цялото село членува в ТКЗС. След 1959 година е назначен Ликвидационен съвет и дейността на стопанството се преустановява.
През първите от петдесетте години селото се радиофицира. ЗКПУ „ Прогрес” с. Гюльовца е създадена през 1993 година.
