Abgesehen von zwei kurzen Perioden osmanischer Herrschaft (1396–1403 und 1411–1413) blieb Sosopolis wie die Küstenorte Agathopolis, Anchialos und Mesembria byzantinisch. Wahrscheinlich wurde Sosopolis im Februar 1453, einige Monate vor dem Fall Konstantinopels mit anderen Städten in Thrakien von den Byzantinern aufgegeben und dem osmanischen Beylerbey von Rumelien – Karadja – unterstellt. Das würde erklären, warum die Stadt der Zerstörung in dieser Zeit entging. Damit fiel Sosopol als eines der letzten Gebiete im heutigen Bulgarien unter die Herrschaft der Osmanen. Nach dem Fall der byzantinischen Hauptstadt 1453 ließen sich dort wie in Mesembria und Anchialos Mitglieder der geflüchteten Konstantinopeler Adelsfamilien der Dukas, Kantakuzenos, Palaiologen, Laskariden und Komnenen sowie byzantinische Händler nieder. Die Mitglieder der ehemaligen Kaiserdynastien förderten weiter die Klöster und den Lehrbetrieb in ihnen. Vor allem erlangte das Kloster Johannes des Täufers durch seine Bibliothek und sein Skriptorium eine überregionale Bekanntheit, nachdem um 1490 Lorenzo de Medici seine Privatbibliothek mit Büchern und Manuskripten aus dem Kloster ausstatten ließ.