Military Frontier
1521年にオスマン帝国の支配下なり以後、2世紀にわたりその支配下にあった。オスマンの旅行家エヴリヤ・チェレビによればミトロヴィツァはボスニアのサンジャクのベグである フスレヴ＝ベグ（Husrev-bey）によって征服され、ディミトロフチャと改称された。16世紀半ばから町の住民のほとんどはムスリムであった。1566年、1569年の統計では592人のムスリムと30人のキリスト教徒の住居があったとされたが、1572年の統計では598人のムスリムと18人のキリスト教徒の住居となっている。1573年の記録では町には17のモスクがあり教会はなかった。オスマン支配期のスレムスカ・ミトロヴィツァはシルミア最大の居住地でありシレム・サンジャクが置かれオスマン行政の拠点とされた。1718年になるとハプスブルク君主国がスレムを支配下に置くとムスリムからセルビア人やクロアチア人、ドイツ人移住者に置き換わって行った。1765年の記録では人口は809人おりそのうち514人はセルビア人で290人はカトリック教徒であるとされる。スレムスカ・ミトロヴィツァはハプスブルクの軍政国境地帯の一部となった。1848年から1849年の一年間はスルプスカ・ヴォイヴォディナとしてセルビア人の自治地域になったが直ぐに軍政国境地帯の行政下に戻された。1881年に軍政国境地帯が廃止されるとスレムスカ・ミトロヴィツァはオーストリア＝ハンガリー帝国内のスラヴォニア王国セレーム県に含まれた。1910年の統計によれば、人口は12,909人を数えそのうち4,878人はセルビア語話者、3,915人はクロアチア人、2,341人はドイツ人であったとされる。市街地を含まない自治体全域では32,012人おり、27,022人はセルビア語話者、2,324人はドイツ人、1,071人はクロアチア人であった。