Το θέμα επέζησε της κατάλυσης της Βυζαντινής Αυτοκρατορίας από την Τέταρτη Σταυροφορία, και διατηρήθηκε από την Αυτοκρατορία της Νίκαιας, όπου αποτελούσε, μαζί με το Θέμα Θρακησίων στα νότια, τον πυρήνα του κράτους. Τα όρια του θέματος τότε ήταν διαφορετικά, το Αδραμύττιο ανήκε στη νεοσυσταθείσα Λατινική Αυτοκρατορία, και η Πέργαμος εγκαταλείφθηκε και ερειπώθηκε. Ο Γεώργιος Ακροπολίτης, αντικατοπτρίζοντας τη νέα κατάσταση, αναφέρει τα Νεοκάστρα ξεχωριστά από την Χλιάρα και την Πέργαμο, και καταγράφει το χωριό Κάλαμος (σήμερα: Gelembe) ως το βορειότερο σημείο του θέματος, στα σύνορα της Νίκαιας με τους Λατίνους. Βασιζόμενη στον Ακροπολίτη, η ιστορικός Ρούθ Μακρίδης πρότεινε μια εναλλακτική ανάγνωση του Χωνιάτη, η οποία τοποθετεί το αρχικό θέμα των Νεοκάστρων αμέσως στα ανατολικά των τριών πόλεων. Η Αρβελέρ πρότεινε επίσης ότι την εποχή της Νίκαιας το θέμα Νεοκάστρων εκτείνονταν στα νότια ως την Μαγνησία ή τις Σάρδεις, αλλά αυτό είναι καθαρή υπόθεση.