Во время войны Рима, армию которого возглавлял Гней Помпей, и Понтийским царём Митридатом VI Евпатором, Митридат был побеждён, а Диоскурия сильно разрушена.
В начале нашей эры на развалинах Диоскурии римляне построили крепость Себастополис, опорный пункт Рима. К III веку Себастополис стал крупным торгово-ремесленным центром региона. В городе были дома отдыха для римских легионеров, богатых римлян. К целебным минеральным источникам римляне проложили дорогу. Себастополис стал и большим портом.
С VI века Себастополис – под властью Византии.
В период ирано-византийской войны 542 года византийцы срыли укрепления в Себастополисе и ушли из Абхазии, но ненадолго. Город был восстановлен в 565 году с крепостными укреплениями.
В 785 году, при образовании Абхазского царства – Сухум – столица и центр епархии. В XI–XIII веках Цхум – Сухум – центр Цхумского эриставства.
В XIII–XV веках в Сан-Себастьяне – Сухуме – резиденция генуэзского протектора.
В 1451 году Сухум ненадолго захватили турецкие войска. В Абхазии турки укрепились со второй половины XVI века. В 1578 году турки построили крепость Сухум-Кале – один из опорных пунктов Турции на Черноморском побережье. Сам город из столицы стал захолустным местечком. Так продолжалось почти 200 лет.
В.П. Панчулиа писал:
«В конце XVIII века Сухуми стал резиденцией владетельного князя Абхазии Келеша Чачба – Келешбея Ширвашидзе, которому турецкий султан присвоил звание сухумского бея и выдал соответствующую грамоту. Келеш Чачба не без скрытого умысла согласился взять на себя роль наместника султана в Абхазии. В 1801 году Восточная Грузия присоединилась к России. Келеш Чачба начал переговоры с правительством Александра I о принятии Абхазии под покровительство России. Турецкая агентура всячески стремилась сорвать эти переговоры. Не добившись своей цели, турки решили убить Келеша Чачба. 2 мая 1808 года в Сухумской крепости от руки своего старшего сына Асланбея, ярого туркофила Чауба погиб.
В 1810 году другой сын Келешбея, Сафарбей, отправил в Петербург письмо с просьбой принять Абхазию под покровительство России. В феврале 1810 года состоялось подписание соглашения, по которому, в частности, за потомками убитого Келеша сохранились все права наследства.
По распоряжению Александра I в Абхазию была послана военная эскадра под командованием капитана II ранга Дотта. 10 июля 1810 года началась усиленная бомбардировка Сухуми, всё ещё находившегося в руках турок. Затем русский десант во взаимодействии с абхазскими повстанцами штурмом захватил город.
После освобождения Сухуми турки постепенно были изгнаны из всех уголков Абхазии. Почти трёхсотлетнее господство султанской Турции в Абхазии закончилось. В Сухумской крепости русское командование разместило свой гарнизон».
До середины XIX века Сухуми – военная крепость.
В 1840 году по инициативе командующего Черноморской береговой линией генерала Н.Н. Раевского в Сухуме был основан ботанический сад. Стали ходить пароходы в Керчь, Одессу, другие порты. В середине XIX века в Сухуме было 11 каменных домов, 100 мазанок, трактир, кофейня, 26 питейных домов.
Во время Крымской войны 1854–1855 годов Сухум захватили и сожгли турки.
После войны город восстановили, были открыты школа и гимназия, построена пристань, проведён водопровод. В 1870-х годах через Сухум прошла линия телеграфной связи Европа – Индия. К 1876 году в Сухуме было около 500 домов, с населением более 2000 жителей, не считая гарнизона.