האזור נכבש בידי הערבים במאה ה-7, ובשל מיקומה האסטרטגי של תוניס והיותה היישוב המשמעותי היחיד מול מצר סיציליה הקימו בה האחרונים מעוז צבאי. במאה ה-8 הייתה העיר לנמל הצבאי המרכזי של הערבים באגן המערבי של הים התיכון, ועד מהרה תפסה את מקומה כעיר השנייה בחשיבותה בממלכת האע'לבים. בשנת 902 העבירו האע'לבים את בירתם מקירואן לתוניס, אך ממלכתם באה אל סופה בשנת 909, כאשר השושלת הפאטמית השיעית המצרית תפסה את מקומם, וקירואן שבה והייתה לבירתם. בשנת 945 תפסו מורדים בני כת הח'וארג' את העיר והרסוה, אך היא שוקמה. ב-1048 הונהגה הסונה באזור, דבר שהביא למאבק עקוב מדם בין הפלגים היריבים, וב-1057 חרבה הבירה קירואן עד היסוד. למזלה של תוניס, היא הייתה אחת הערים שלא נפגעו במהלך מאבק זה, אך הבירה עברה לעיר מהדיה. תוניס מצידה הייתה לבירתה של ממלכת החורסנידים העצמאית, עד שמאה שנה לאחר מכן, ב-1159, עשה עבד אלמומין שליט שושלת אלמוואחידון את העיר לבירתו. ב-1228 נוסדה השושלת החאפיזית ותוניס הייתה לבירת ממלכתה שהשתרעה מטריפולי שבלוב במזרח ועד פאס במרוקו במערב. העיר הייתה אחד מיעדיו של מסע הצלב השמיני, אך הצלבנים שהשתלטו בקלות על קרתגו, נפלו קורבן למגפת דיזנטריה והעיר ניצלה.