Nessebar este unul dintre cele mai vechi orase din Europa, construit pe vechile ruine ale asezarii trace Mesambria. “Mesambria" insemna “orasul lui Melsa", probabil intemeietorul asezarii, si a fost dat de greci atunci cand au colonizat asezarea in anul 510 dupa Christos. Patronul orasului a fost ales zeul Apolo, grecii construind un templu si un teatru in onoarea sa. Din secolul 3 dupa Christos aici incep sa fie batute monede de aur.
In anul 72 dupa Christos orasul a fost ocupat de Imperiul Roman care a instalat o garnizoana puternica, devenind o asezare foarte importanta in epoca. A inceput din nou sa joace un rol mai mare in secolele III-IV. In jurul anului 680 Nessebar a devenit un centru episcopal, iar in secolele VII-VIII a devenit un important si puternic port bizantin. In anul 812, Khan Krum a cucerit orasul. Din secolul XI numele slav de Nessebar a fost folosit in locul numelui de Mesambria. Pozitia strategica a favorizat orasul si in timpul celui de al doilea Regat Bulgar. Varful dezvoltarii sale a fost in perioada domniei lui Alexandru I, cand orasul a fost unul dintre cele mai importante centre ale statului bulgar si cand s-au construit noi biserici. In 1366, orasul a fost cucerit de cruciatii condusi de Amedei de Savoia care l-au predat bizantinilor.
Cronicile din Mesambria ne dau informatii despre perioada cand orasul a fost subjugat de catre turci in 1396, iar in 1453 a cazut total sub conducerea imperiului cu capitala la Constantinopole. Orasul si-a pastrat importanta ca port de-a lungul dominatiei turce. Au fost construite nave si s-a facut comert cu grane si lemn. Dupa eliberare, Nessebar s-a transformat intr-un mic oras de pescari. In timpul existentei sale, orasul a gazduit si un episcop, fiind si centru episcopal.