Фракійська Месамбрія (VI–I ст. до н. е.)
Поселення засноване близько 510 р. до н. е. дорійськими колоністами з Мегари на місці фракійського посту, а до 494 р. до н. е. до них долучилися переселенці з Калхедона та Візантія. Первісна фракійська назва — Мелсамбрія — від фракійського вождя Мелси та суфікса «-брія» (фракійською «місто»), пізніше грецизована в Месамбрію. Цим періодом датуються фортечні стіни та теракотові знахідки в Археологічному музеї.
Римський період (I ст. до н. е. – IV ст. н. е.)
Після приєднання до Римської імперії Месамбрія стала жвавим портовим містом: карбувала власні монети й розширювала торговельні звʼязки. Від римської доби до нас дійшли терми та ділянки фортечної стіни.
Візантія та середньовічна Болгарія (V–XIV ст.)
Місто послідовно входило до Візантії та Першої й Другої Болгарської держави — володарі змінювалися кілька разів. Восени 812 р. після двотижневої облоги хан Крум захопив Месамбрію, і серед здобичі опинилася й посудина з «грецьким вогнем». Князь Борис I 864 р. повернув місто Візантії, а пізніше цар Симеон Великий завоював його знову. У цю добу збудовано більшу частину церков: Св. Софію (Стару митрополію), Христа Пантократора, Св. Івана Алітургетоса та інші.
Османська доба та Відродження (1453–1878)
Під османською владою Несебир зберіг статус християнського митрополичого міста. У XVIII–XIX ст. тут виросли характерні будинки доби Відродження з деревʼяними еркерами; в деяких із них і сьогодні працюють музеї, готелі та ресторани.
Визволення та ЮНЕСКО (1878 — сьогодні)
Після Визволення (1878) Несебир став болгарським рибальським селищем. 1956 р. Старе місто оголосили архітектурним та археологічним заповідником, а 1983 р. внесли до списку Всесвітньої спадщини ЮНЕСКО. Сьогодні це одне з найвідвідуваніших місць болгарського Чорноморʼя.