Dopo la divisione dell'impero, la Dobrugia fu assorbita dall'impero romano d'oriente. Tra il 513 e il 520, la regione partecipò a una rivolta contro Anastasio I: il suo fomentatore principale, Vitaliano, originario di Zaldapa nella Dobrugia meridionale, sconfisse il generale bizantino Ipazio vicino a Kaliakra. Durante il dominio di Giustino I, gli Anti e gli Slavi invasero la regione, ma Germano Giustino li sconfisse; nel 529, il comandante dei Gepidi Mundo respinse una nuova invasione dei Bulgari e degli Anti. I Kutriguri e gli Avari invasero la regione diverse volte fino al 561-562, quando i secondi, sotto Baian, stabilendosi a sud del Danubio come foederati. Durante il regno di Maurizio Tiberio, gli slavi devastarono la Dobrugia, radendo al suolo gli insediamenti di Dorostolon, Zaldapa e Tropaeum. Nel 591/593, il generale bizantino Prisco cercò di fermare le invasioni assaltando e sconfiggendo gli slavi sotto Ardagast nel nord della provincia. Nel 602 durante l'ammutinamento dell'esercito bizantino nei Balcani sotto Foca, una grande massa di slavi attraversò il Danubio, stabilendosi a sud del corso d'acqua. La Dobrugia rimase sotto il libero controllo dei romei e fu riorganizzata durante il regno di Costantino IV come "Thema Scythia".