I løpet av den bysantinske tiden ble det bygd mange kirker og øyas framgang økte. Kea forble bysantinsk fram til 1204 da den ble erobret av republikken Venezia i kjølvannet av ødeleggelsene fra det fjerde korstog. Den ble gjenerobret av bysantinerne under hærføreren Ikarios (Licario) i 1278. I 1296 ble den gjenerobret av venetianerne som bygde en festning på den antikke akropolis i Ioulis.