メルブ遺跡
1505年にメルヴはウズベク人の王朝であるシャイバーニー朝の占領下に入る。1510年にイランのサファヴィー朝の創始者であるイスマーイール1世とシャイバーニー朝の君主ムハンマド・シャイバーニー・ハンがメルヴで交戦し、イスマーイール1世が勝利を収めた。サファヴィー朝の下でムルガブ川に設けられた巨大なダム(「ソルタン・ベント」)が修復され、灌漑地帯にバイラマリーの元になる集落が発展した。
イスマーイール1世の死後、メルヴはヒヴァ・ハン国の支配下に入るが、1593年にブハラ・ハン国のアブドゥッラーフ2世に征服された。アブドゥッラーフ2世によってメルヴの建築物と灌漑施設の修復が進められ、アブドゥッラー・ハン・ガラなどの建築物が完成した。アブドゥッラーフ2世の支配は長く続かず、メルヴはサファヴィー朝のアッバース1世に占領され、1600年にサファヴィー朝の知事が置かれた。1608年にミフラーブ・ハーン・ガージャールが知事に任命され、2世紀にわたってガージャール族がメルヴの知事職を独占する。
7世紀に西方のアラビア半島からイスラームが勃興し、サーサーン朝を滅ぼすと、第3代正統カリフ・ウスマーンの時代からアラブ軍によるホラーサーン遠征が本格化するようになった。
649年にバスラ総督に任命されたアブドゥッラー・イブン・アーミルは自らアラブ軍を率いてホラーサーン諸都市を征服し、ヘラートを征服した。のちにメルヴの住民はイブン・アーミルに投降し、メルヴはアラブの支配下になった。以降、この地は8世紀になるまでマー・ワラー・アンナフル、アフガニスタン遠征の拠点となる。この頃からメルヴはアラビア語でマルウ・アッシャーヒジャーン(Marw al-Shāhijān)と呼ばれるようになった。