העות'מאנים שלטו על ניש לאורך תקופה שנמשכה 430 שנים ומתוכן ב-241 השנים הראשונות ברציפות. ב-1689 נכבשה ניש לתקופה קצרה בידי האוסטרים אך נכבשה מחדש בידי העות'מאנים אשר חיזקו את ביצוריה והקימו את מצודת ניש. ב-1737, במהלך המלחמה העות'מאנית-רוסית (1735–1739) פלשו האוסטרים לאזור וכבשו שוב לזמן קצר את העיר, אך המלחמה הסתיימה בתבוסת האוסטרים והעות'מאנים כבשו מחדש את העיר. ב-1804 פתחו הסרבים במרד כנגד השלטון העות'מאני וצבאם נע באיטיות ובהדרגה לדרומה של סרביה, תוך דחיקת רגלי העות'מאנים. ב-31 במאי 1809 נערך ליד ניש קרב בין 3,000 מורדים סרבים ל-10,000 חיילים עות'מאנים שהסתיים בתבוסה סרבית קשה. גם לאחר ההכרה בסרביה כנסיכות אוטונומית נותר האזור הדרומי, ובכלל זה העיר ניש, בשליטה עות'מאנית מלאה. בהמשך, הפכה העיר למרכז מינהלי וצבאי של האיילט שנשא את שמה וכלל שטחים גם באזור בולגריה המודרנית. ב-11 בינואר 1878 במהלך המלחמה העות'מאנית-רוסית (1877–1878) הצליח הצבא הסרבי בפיקודו של קוסטה פרוטיץ' לכבוש את מצודת ניש. לאחר המלחמה והפיכתה של סרביה לממלכה עצמאית, עברה העיר תנופת פיתוח שכללה הקמת מוסדות חינוך ותרבות ותשתית בנקאית.