Thrakisches Mesembria (6.–1. Jh. v. Chr.)
Die Siedlung wurde um 510 v. Chr. von dorischen Kolonisten aus Megara auf einem thrakischen Stützpunkt gegründet; um 494 v. Chr. kamen Siedler aus Kalchedon und Byzantion hinzu. Der ursprüngliche thrakische Name Melsambria – nach dem thrakischen Anführer Melsa und dem Suffix ‚-bria‘ (thrakisch für ‚Stadt‘) – wurde später zu Mesambria gräzisiert. Aus dieser Epoche stammen Befestigungsmauern und Terrakottafunde, die im Archäologischen Museum zu sehen sind.
Römische Zeit (1. Jh. v. Chr. – 4. Jh. n. Chr.)
Nach der Eingliederung ins Römische Reich wurde Mesembria ein belebter Hafen — prägte eigene Münzen und baute den Handel aus. Aus römischer Zeit sind Bäder und Mauerabschnitte erhalten.
Byzanz & mittelalterliches Bulgarien (5.–14. Jh.)
Die Stadt wechselte mehrfach den Herrscher und gehörte abwechselnd zu Byzanz und zum Ersten und Zweiten Bulgarischen Reich. Im Herbst 812 eroberte Khan Krum nach zweiwöchiger Belagerung Mesambria; unter der Beute befand sich auch ein Gefäß mit ‚griechischem Feuer‘. Fürst Boris I. gab die Stadt 864 an Byzanz zurück, später eroberte Zar Simeon der Große sie erneut. In dieser Zeit entstanden viele der Kirchen: Hl. Sophia (Alte Metropolitenkirche), Christus Pantokrator, Hl. Johannes Aliturgetos und weitere.
Osmanische Zeit & Wiedergeburt (1453–1878)
Unter osmanischer Herrschaft behielt Nessebar seinen Status als christliche Metropolitanstadt. Im 18.–19. Jh. entstanden die charakteristischen Wiedergeburtshäuser mit hölzernen Erkern; viele dienen heute als Museen, Hotels und Restaurants.
Befreiung & UNESCO (1878 — heute)
Nach der Befreiung 1878 wurde Nessebar ein bulgarisches Fischerdorf. 1956 wurde die Altstadt zum Architektur- und Archäologiereservat erklärt, 1983 in die UNESCO-Welterbeliste aufgenommen. Heute ist sie eines der meistbesuchten Ziele an der bulgarischen Schwarzmeerküste.