Port wykorzystywany był przez Greków do handlu z mieszkańcami tych regionów (Dakami, Scytami i Celtami) i pozwolił na rozwój ośrodka miejskiego. Tomis stało się częścią Cesarstwa Rzymskiego w roku 46 n.e. W tych czasach poeta rzymski Owidiusz został tu zesłany w latach 8–17 n.e., spędzając w Tomis ostatnie osiem lat swojego życia. W IV w. n.e. powstała dzielnica Constantiana, na cześć siostry cesarza św. Konstantyna Wielkiego, od której w czasach bizantyjskich wzięło nazwę całe miasto. Tomis w II w. n.e. było największym ośrodkiem miejskim na zachodnim wybrzeżu Morza Czarnego. Ze względu na częste ataki, wzniesiono w latach 270–333 nowe obwarowania obronne.
Miasto przetrwało niespokojne czasy III i IV wieku, niepokojone licznymi najazdami Gotów, Scytów, Hunów, stając się siedzibą prowincji Scytia Mniejsza. Po podziale Cesarstwa Rzymskiego na część zachodnią i wschodnią Tomis wraz z całą Scytią Mniejszą weszła w skład Cesarstwa Wschodniorzymskiego (Bizancjum) i został przemianowany na Constantinianę. Miasto pozostało fortecą i portem Cesarstwa Wschodniorzymskiego aż do VII wieku, kiedy to zostało opuszczone w wyniku najazdów Słowian i Proto-Bułgarów, którzy podbili Scytię Mniejszą w 680 roku po bitwie pod Ongal.