Особое значение для Ольвии имели связи с Римом и местными царями. В Ольвии чеканил свои золотые монеты сарматский царь Фарзой. Первые его статеры выпускались по эллинистическому монетно-весовому стандарту в середине 50-х годов I в., после чего Фарзой перешел к чеканке ауреусов по римской монетно-весовой системе. Соответственно монетной чеканке Фарзоя изменялись и весовые данные медных монет Ольвии, которые также согласуются с римской монетно-весовой системой. Последние выпуски монет Фарзоя и соответствующей городской меди датируются началом 80-х годов I в. Вот почему есть основание говорить об определенной зависимости Ольвии в середине — третьей четверти I в. от сарматских Царей, что вполне соответствовало интересам Рима.
В некоторых ольвийских документах второй половины I — начала II в. говорится о встрече ольвийскими гражданами скифских и сарматских царей, о посольствах к «соседним царям», «гегемонам» и т.п. Это подтверждает существование тесных связей города с варварским окружением, при этом Ольвия, вероятно, могла даже какое-то время испытывать на себе власть этих царей. Рим был заинтересован привлечь Ольвию на свою сторону. Но, чувствуя невозможность после неблагоприятных для римлян событий во Фракии в 45/46 гг. сразу закрепиться прочно на северном побережье Эвксинскога Понта, император Нерон попытался связать Ольвию, как и Тиру, с сарматскими царями, которые в 50-60-х годах I в. были лояльны по отношению к империи вследствие удачных действий против сарматов легата Мёзии 57-67 гг. Т. Плавтия Сильвана. Обеспечив таким образом тыл в Северо-Западном Причерноморье, римскому наместнику было сподручнее действовать в 67 г. в Таврике против тавро-скифов и их династов.
Когда Ольвия вынуждена была принять у себя римский гарнизон, с точностью неизвестно. По всей вероятности, это произошло в правление Адриана или Антонина Пия, скорее при первом из них. Гарнизон римских войск в Ольвии во второй половине II в. размещался как в самом городе, так и на хоре. При Флавиях и Траяне ольвиополитам приходилось своими силами отражать угрозу нападения внешних врагов. Однако в состав провинции Нижняя Мёзия Ольвия была включена только при Септимии Севере и Каракалле в конце II — начале III в.н.э., когда обстановка на Дунае и в Северо-Западном Причерноморье ухудшилась. В 248 г. в Ольвии еще стоял римский гарнизон, несмотря на то что в 30-х годах III в. город был сильно разрушен готами. В конце III-IV в. жизнь в городе и на поселениях ольвийской периферии прекращается.
После того как Август официально подтвердил элевтерию (свободу) Херсонеса, город вынужден был принять над собой протекторат боспорских царей, хотя и сохранил за собой право выпускать монету, издавать декреты от имени полисных органов управления. И все же политическая зависимость херсонесцев от Боспора в I в.н.э. не была стабильной. Если при царе Боспора Аспурге (14-37 гг.) Херсонес еще подчинялся боспорской зависимости, то после римско-боспорской войны при Митридате III (39-45 гг.) он, вероятно, получил самостоятельность, но под римской опекой. В середине I в. в Херсонесе наблюдался подъем экономики, о чем говорит выпуск полновесных золотых статеров. В это время он находился, вероятно, вне какой-либо зависимости от царей Боспора. При Нероне в Херсонесе вообще не чеканили монету и полис был передан, очевидно, под управление боспорского царя Котиса I. Он находился под властью Боспора с небольшими перерывами до начала второй четверти II в.н.э., когда вновь приступил к выпуску золотых монет. Но статус «свободного города» Херсонес смог получить только в правление Антонина Пия, когда после безуспешных самостоятельных попыток добиться этого в дело вмешалась его метрополия Гераклея Понтийская, посольство которой с ходатайством о свободе Херсонесу увенчалось успехом около 144 г.н.э.