Název
Město získalo svůj původní název od thráckých obyvatel, byl v různých variantách, jako např. Mesambrie, Menebria nebo Mesembria.
Skládal se z thráckého slova "-bria" (= město) a druhé části, kterou antický filozof Strabón vysvětluje jako jméno Menas a řecký gramatik Stephanos Byzantios zase jako jméno Melsos, což měl být zakladatel tohoto thráckého místa.
Bulharský název města Nesebar se používá od středověku, kdy město v bulharsko - byzantské hraniční oblasti několikrát změnilo vládu. V osmanském období město ale mělo poněkud odlišný název Misivri.
Antika
Původně rybářská vesnice byla založena v době řecké kolonizace, v pozdním 6. nebo na začátku 5. století př.n.l.. Vybudovali jí řečtí osadníci z Megary, Byzantionu anebo z Kalchedonu.
Tento polis (řecký městský stát) rychle rozvíjel svojí obchodní moc, obchodoval s celou oblastí Černého moře a také s východním Středomořím. V 6. století př.n.l. se tady začalo s ražbou stříbrných a bronzových mincí pro vlastní potřebu i pro ostatní městské státy.
Ve 4. a 3. století př.n.l. město prosperovalo s vlastní flotilou, pevností, divadly a chrámy bohů Apollóna, Dia a Héry , Asklépia a Dionýsose. Spor se sousedním řeckým polisem Apollonia (dnešní Sozopol) o kontrole nad solnými doly u Anchialosu a Burgusu vedl ve 2. století př.n.l. k válce, kterou vyhrála Apollonia.
Rozvoj Mesambrie v helénistickém období definitivně převzala Apollonia a polis byl považován za nejdůležitější město na jih od balkánských hor.
V roce 72 př.n.l. dobyl město římský vojevůdce Licinius Lucullus, což znamenalo konec zlaté éry, a Mesembria ztratila svůj význam. Římané přestavěli poblíž ležící Anchialos a Debeltus na nejdůležitější přístavy a centra provincie Haemimontus.
S rozdělením Římské říše se stala tato oblast byzantskou částí a teprve pod byzantskou vládou od 4. do 7. století město opět nabylo svůj význam. V Nesebaru byly postaveny baziliky a oživil se obchod.
Opevnění byla rozšířeno a místo se opět stalo důležitou námořní základnou. Z byzantského období pocházejí také nejstarší kostely ve městě.
Středověk
Po vzniku první bulharské říše v roce 679 bylo město využíváno byzantskými císaři jako výchozí bod mnoha vojenských operací proti Bulharům. Teprve roku 812 se bulharskému chánovi Krumovi podařilo připojit město k bulharské říši.
Poté se zde začali usazovat první Slované a Bulhaři, z této doby pochází také dnešní název města Nesebar. V 7. a 8. století a během "zlatého věku" bulharské kultury za cara Simeona I. byla vytvořeny nové obchodní cesty do Středozemního moře, Jaderského moře a do říší na severu a východě Černého moře.