Римският и византийският период

През 72 г. пр.н.е. Месемврия била включена в Римската империя след походите на Марк Лукул. Под римско управление градът запазил значението си като търговски център и получил статут на civitas foederata (съюзнически град), което му позволило да запази значителна автономия.

Римляните построили нови пътища, свързващи Месемврия с други големи градове в Тракия, подобрили пристанището и построили обществени сгради в римски архитектурен стил. Археологически разкопки са разкрили останки от римски терми, мозайки и надписи от този период.

Когато Римската империя се разделила през 395 г. сл.н.е., Месемврия станала част от Източната Римска империя (Византийска империя). Това бележи началото на ера на изключителен културен и архитектурен разцвет. Градът станал епископско седалище и преживял бум в църковното строителство.

През византийския период в Месемврия били построени над 40 църкви - поразителен брой за толкова малка площ. Много от тези църкви се запазват до днес, превръщайки Несебър в един от най-важните обекти за изследване на византийската архитектура в Югоизточна Европа.