MÖ 300'lerde Mithridates'in kurduğu Pontus Krallığı'na bağlandı. MÖ 47'de kesin olarak Roma topraklarına katılan Samsun, MS 395'te Doğu Roma (Bizans) imparatorluğu topraklarında kaldı. 1072'de Selçuklular kısa bir süre Samsun'u ele geçirdiler.

Yeniden Bizanslılar'a bağlanan yerleşmenin çevresi 1086'da Danişmendlilerce alındı. Kenti ele geçiremeyen Danişmendliler, Samsun'un 3 km uzağında Yeni Samsun adıyla bir kent kurarak Karadeniz kıyısında bir limana kavuştular. 1222'de Trabzon Rumlarınca yağmalanan kenti, Anadolu Selçukluları kurtardı. Anadolu Selçukluları, 1243 Kösedağı Savaşı sonucunda Moğol egemenliğine boyun eğince, kent Trabzon Rum İmparatorluğu tarafından ele geçirildi. Anadolu Selçuklularının 1318'de yıkılmasından sonra kurulan Eretna Beyliği, Müslüman Samsun'u denetimine aldı. Bu dönemde Cenevizliler'in elinde olan Eski Samsun, önemli bir limandı. Eretna Beyliği'ni ele geçiren Kadı Burhanettin'in 1381'de Akkoyunlularca öldürülmesinden sonra Müslüman Samsun, Yıldırım Beyazıt tarafından Osmanlı topraklarına katıldı.

Yeni Samsun, 1402 Ankara Savaşı'nın ardından yörede kurulan beyliklerin eline geçti. Murat II döneminde ise Cenevizlilerin elindeki Eski Samsun alındı. Kent, Çelebi Mehmet tarafından 1418'de kesin olarak Osmanlı topraklarına katıldı.