在公元4世纪，尼西亚是拜占庭帝国在小亚细亚西北的军事和行政中心，并相当繁荣。公元325年，君士坦丁大帝就曾于此地举行基督教首次大公会议。可是由于363、368年的两次大地震，及邻近新首都君士坦丁堡的竞赛，尼西亚逐渐衰落，不少公共建筑物直至6世纪才由查士丁尼一世下令修复。于787年，针对圣像破坏运动的第七次大公会议亦在尼西亚举行。塞尔柱帝国于1081年攻陷尼西亚，并随即以此城作为帝国的新首都。直至1097年，拜占庭才在第一次十字军帮助下重夺尼西亚。在12世纪科穆宁王朝的统治下，尼西亚重新复甦为一座相对稳