V roce 927 byla ve městě podepsána 50-letá mírová smlouva za přítomnosti bulharské a byzantské aristokracie. Bulharsko na základě této smlouvy získalo zpět oblasti, které si podmanila Byzanc a ta zase musela uznat carský titul bulharských panovníků.
Svá nejlepší léta v průběhu bulharského středověku město zažilo během druhé bulharské říše ve 13. a 14. století. Dnes se z více než 40 původních kostelů, které byly postaveny podle architektů školy Tarnovo, zachovalo pouze deset.
Uprostřed 14. století bylo město součástí despotátu Dobrudža. Teprve v říjnu 1366 získal město savojský hrabě Amadeus VI., jako součást boje proti Turkům. Následně ho prodal za 15.000 zlatých dukátů Byzanci a tak se město opět vrátilo do byzantské držení.
Osmanská vláda
V roce 1396 bylo město poprvé dobyto osmanskými Turky, definitivně jim ale patřilo až v roce 1453, spolu s dalšími okolními pobřežními městy. Po pádu Konstantinopole ve stejném roce se zde usadilo několik důležitých byzantských rodin, jako Palaiologové a Kantacuzenové. V následujících pěti staletích město opět velmi upadalo na významu.
Během rusko - turecké války (1828 - 1829) bylo město obsazeno ruskými vojsky a turecká populace emigrovala. Většina obyvatel města byla Řekové a Bulhaři. Po uzavření Drinopolského míru město i nadále zůstalo v osmansko - turecké říši a mnozí obyvatelé tak raději uprchli před postupujícími Turky.
Po turecké nadvládě
V Nesebaru skončila turecká nadvláda v lednu 1878. Po Sanstefanské mírové smlouvě se stalo město součástí autonomní provincie východní Rumelia až do jeho sjednocení s knížectví Bulharska v roce 1885.
V roce 1900 mělo město jen asi 1900 obyvatel, z toho téměř 95 procent byli Řekové. Po Ilindenském povstání v roce 1903 město přijalo velký počet bulharských uprchlíků, kteří byli vyhnáni z východní Thrákie a Makedonie v dnešním severním Řecku a Turecku.
Stále více a více Řeků se stěhovalo pryč a thráčtí Bulhaři přebírali město Nesebar do svých rukou. V létě 1925 odplulo 340 řeckých rodin na lodi Gabriela a založilo na severním řeckém pobřeží Egejského moře místo Nea Mesimvria (Nová Mesembria).
Současnost
Od 30. let minulého století je hlavním zdrojem příjmů v Nesebaru, kromě rybolovu a pěstování vinné révy, cestovní ruch. Město se stalo velice oblíbeným přímořským letoviskem, byly tady postaveny nové hotely a rekreační zařízení, čímž se pochopitelně naprosto změnila tvář města.