Etter frigjøringen av Bulgaria fra osmansk styre i 1878 ble Nesebăr en del av den selvstyrte osmanske provinsen Østlig Rumelia som et kazasenter i Burgas sanjak inntil det ble forent med fyrstedømmet Bulgaria i 1885. Rundt slutten av 1800-tallet var Nesebăr en liten by med greske fiskere og vinprodusenter. Tidlig på 1900-tallet økte den lokale befolkningen til 1 870. Den utviklet seg en til framstående bulgarsk feriested siden begynnelsen av 1900-tallet og etter 1925 ble den nye bydelen bygd mens den historiske gamlebyen ble bevart.