Stefan o Esteve Dušan la va conquerir el 25 de setembre de 1345 i en aquesta ciutat es va proclamar com a rei serbi amb el títol de «rei de Romania, Esclavònia i Albània» (25 de desembre de 1345) sent coronat l'any següent a Skopje. A la seva mort el 20 de desembre de 1355, la seva vídua Helena va seguir en el govern prop de deu anys, però l'agost o setembre del 1365 fou expulsada pel dèspota Jovan Uglješa Mrnjavčević, que va formar un petit estat centrar a Serres. Després de la Batalla del riu Maritsa el 26 de setembre del 1371, amb la derrota del príncep Vukašin Mrnjavčević, va permetre al co-emperador Manuel II Paleòleg recuperar la ciutat però al cap de dos anys (1373) la va perdre enfront dels otomans. El domini otomà fou breu (entre un i tres anys) i Manel la va recuperar (en data incerta entre 1374 i 1376) però els turc la van conquerir definitivament el 19 de setembre de 1383 per obra d'Evrenos Gazi i Djadarli Kara Khalil Khayr al-Din Pasha; els habitants conservarien els béns i les esglésies i les muralles serien demolides. Serres va esdevenir capital d'un sandjak de la província de Rumèlia (1383-1826); al no haver estat destruïda el 1383 va augmentar la seva importància; els otomans es van instal·lar a la rodalia a la part oest (la Porta de Poros) i sud on van crear nous barris en els quals es van instal·lar turcs d'Anatòlia, i a la rodalia poblacions nòmades ("yürük"). Al segle XV hi van arribar els primers jueus expulsat de la península Ibèrica. El 1385 el sultà Murat I s'hi va instal·lar per tenir-la com a centre d'operacions contra els serbis. La revolta del xeic Badr al-Din Mahmud i el seu company Büklüdje Mustafà, es va acabar a Serres el 1412 quan foren penjats en aquesta ciutat. El 1462 l'emperador David Comnè de Trebisonda, després de rendir el seu estat, fou enviat a Serres, però allí fou executat amb la seva família el 1466. Després de la derrota turca a la batalla de Lepant el 1571, els grecs de la ciutat es van revoltar sense èxit.