Tahmin olunacağı üzere bu dış ve iç sorunlar, İzmir’in gelişimini engelledi. Ancak IX. yüzyıldan itibaren İzmir’in canlanmaya başladığı görülmektedir. Bu dönemden başlayarak, Bizans topraklarına denizden gelen tehlike
vb. saldırılara karşı, İzmir Bizans donanmasının üssü olarak kullanılmaya başlandı. Buna bağlı olarak aynı dönemde İzmir, tersanesi ve gemi yapımcılığı ile öne çıktı. Denizcilik konusundaki bu gelişme, İzmir’in askeri açıdan önem kazanması sonucunu hazırladı. İzmir’in idari ve dinsel bir merkez olmasına ek olarak, askeri açıdan da güçlenmesi, kentin kendini toparlamasını sağladı.
Askeri, idari ve dinsel bir merkez olarak Bizans İmparatorluğu’nun Ege kıyılarındaki en önemli merkezi durumuna gelen İzmir’in, bu süreçte ticari açıdan da canlanmaya başladığı anlaşılmaktadır. Yaklaşık olarak X. yüzyıl başlarında kurulan “Sisam Deniz Theması” nın merkezi olarak İzmir seçilmişti. Thema Bizans İmparatorluğu’nun taşra yönetiminde kullandığı bir idari birimdir. Sisam Deniz Theması ticari kaygılarla oluşturulmuş bir yapıydı. Dolayısıyla bu idari birimin merkezinin İzmir olması, kentin ticari bir özellik kazanmasına da neden oluyordu. İzmir’in askeri, idari ve dinsel açılardan taşıdığı özelliklere, ticaret merkezi niteliğinin de katılması, kentin fiziksel yapısına yansımakta gecikmedi. 969-976 yılları arasında, kentin yerine getirdiği askeri, idari, dinsel ve ticari hizmetleri daha iyi görebilmesi için, İzmir’e dönemin imparatoru tarafından bir çok yapı inşa ettirildi. Ancak bu yapılardan hiç biri günümüze ulaşamadı. Bunun sebepleri arasında insanların tahribatının etkisi olsa da, doğal afetlerin payı olduğu da belirtilmelidir. Nitekim 1025 yılında yaşanan ve kenti büyük tahribata uğratan deprem, inşa edilen bu yapıların da yıkılmasına neden olmuştu.
İzmir, XI. yüzyılın ikinci yarısından itibaren tarihinde yaşadığı önemli dönüşüm evrelerinden birisine daha girdi. Kentteki Bizans egemenliği tartışmalı hale geldi. Bu dönemde Bizans İmparatorluğu ile bölgeye ulaşan Türkler arasında İzmir’in bir-kaç kez el değiştirdiği biliniyor. Bu hakimiyet mücadelesine haçlı seferlerinin de eklemlendiğini düşünecek olursak, İzmir’in çekişmeli bir dönem yaşadığı kendiliğinden anlaşılır.
Aynı süreç içinde İzmir’in geleceğinde çok önemli rol oynayan ve adeta varlık sebebi olan, ticaret merkezi olma niteliğinin yavaş-yavaş oluşmaya başladığı görülmektedir. Bu dönemde Venedik ve Ceneviz tüccarları, sık-sık İzmir’e uğramaya başlamışlardır. Yani bir taraftan İzmir üzerinde hakimiyet çekişmeleri, diğer taraftan da, İzmir’i ekonomik olarak var edecek bir gelişmenin bir arada yaşandığı bir döneme girilmektedir.
Bilindiği gibi 1071 yılında Bizans ordularının Selçuklu ordusu karşısında aldığı yenilgi, Anadolu tarihi açısından bir dönüm noktası olmuştur. Asya içlerinden batıya yönelen büyük nüfus kitleleri, askeri harekat ve savaşların ardından, kendileri için yeni bir ülke olan Anadolu’ya yerleşiyorlardı. Anadolu yarımadasının nüfus yapısı ve yerleşme sistemi hızlı bir şekilde değişiyordu. Nitekim 1071’den kısa bir süre sonra 1076 yılında, İzmir önlerinde Türk kuvvetleri görülmeye başlamıştı. Hatta belirtilen yıl, İzmir kısa bir zaman sürecek olan Türk egemenliğini de tanıyacaktı. Selçuklu Türklerinin bu egemenlik dönemlerini, 1095 yılına kadar devam edecek olan Çaka Bey’in hakimiyet yılları takip eder.
Çaka Bey kurduğu donanmayla, Ege Denizi’nin dikkate değer güçlerinden biri olmayı da başaracaktır. Bu dönemin İzmir tarihi açısından anlamlı ve önemli olduğu açıkça bellidir. Çünkü, İzmir bu süreçten başlayarak geçmişinden tamamen farklı bir kültürün elinde yeniden şekillenecektir. İzmir’deki ilk dönem Türk egemenliği, yaklaşık yirmi yıl sürer. Çaka Bey’in İzmir’deki hakimiyet döneminin bitişi, Türklerin kendi aralarındaki bir iç çekişme sonucunda olmuştur. Konya’daki Selçuklu sultanı iktidarına ortak olabileceği endişesiyle, Çaka Bey’i bir davette zehirleterek öldürür. Bu olaydan sonra ilk haçlı seferini (1096) takip eden günlerde, Bizans kuvvetleri kenti ele geçirdiler. Türklerin kısa bir dönem yönettikleri İzmir, yeniden bir Bizans kenti haline geldi. 1317 yılına kadar da kentin bu konumu değişmedi.
1096-1317 arasındaki yıllarda Bizans İmparatorluğu da, büyük sorunlarla karşı-karşıya kalmıştı. Bizans İmparatorluğu’nun yaşadığı iktidar mücadelelerine bu dönemde, gerek Balkanlar gerekse Anadolu’dan gelen dış akınlar eklenmişti. Fakat Bizans’ın yaşadığı en önemli sorun, hiç beklemediği bir yerden geldi. Bizans’ın Anadolu’da yerleşen Türkler’e karşı yardım talep ettiği batı Hıristiyan dünyası düzenlediği haçlı seferleriyle bu isteğe cevap vermişti. Fakat 1204 yılında gerçekleşen 4. haçlı seferi, doğrudan doğruya Bizans’ın başkentine yöneldi. Başkent Konstantinopolis haçlılar tarafından ele geçirildi. Başkent yağma ve talan edilip, harabeye çevrildi. Bizans hanedanı ve halkı kentten sürüldü. Hanedanın bir bölümü İznik, bir bölümü de Trabzon’a gitmek zorunda kaldı. İzmir bu dönemde İznik Rum İmparatorluğu (1204-1261) yönetiminde kaldı. Ancak ilginç bir gelişmeyle, Bizans’ın yaşandığı bu olumsuz koşulların görüldüğü dönemde İzmir, uluslar arası bir ticaret merkezi haline geldi. Fakat hemen belirtmek gerekir ki, bu gelişmede Bizanslıların iradesinin payını abartmamak gerekir. Bu durum daha çok Bizanslıların kabul etmek zorunda kaldıkları bir sonuç olarak tanımlanabilir. Doğudan gelen malların taşınması ve Akdeniz ticaretini ellerinde tutan Ceneviz, Venedik gibi kent devletleri, İzmir’in bu ticaret için sağladığı avantajlı konumdan yararlanmak istiyorlardı. Bu nedenle İznik’teki Bizans hanedanıyla pazarlık içindeydiler. Sonuçta bu pazarlıklar bir anlaşmaya dönüştü. 1261 yılında imzalanan Nif (Kemalpaşa) anlaşması, Cenevizliler’e ticaret yapmak için çeşitli avantajlar sağlıyordu. Antlaşma gereğince Cenevizliler, İzmir'de yerleşme ve ticaret yapma olanağına kavuşuyordu. Kendilerine mahalle, kilise, fırın ve hamam kurma ayrıcalıkları tanınmıştı. Cenevizliler liman civarında sonradan Frenk mahallesi olacak bölgeye yerleşmiş ve mahallerini kurmuşlardı.
Bir süre sonra, Venedikliler de aynı yolu izleyerek, Ceneviz gibi bir anlaşma yapmayı başardılar ve kendi mahallelerini kurdular. Bu dönemde oluşan ticari geleneklerin, miras olarak Osmanlı İzmir’ine kaldığına kuşku yoktur.
XIV. yüzyılda İzmir, her ne kadar Bizans yönetiminde olmakla birlikte, Cenevizliler ve Venedikliler kentte etkin bir durumdaydılar. İzmir, 1317 yılında bir Türkmen Bey’i olan Aydınoğlu Umur Bey’in denetimi altına girmişti.
Ancak, 1344’de Papa VI. Clement’in örgütlediği, Venedik, Kıbrıs ve Rodos şövalyelerinin katıldığı bir Haçlı seferinde Liman kalesi Latinlerin eline geçmiş, Pagos Dağı’nın zirvesindeki Kadifekale Türkler’in hakimiyetinde kalmıştı. Böylece şehir, uzun bir süre devam edecek olan yapısına kavuşmuş yani, yukarıda Müslüman İzmir ve aşağıda Hıristiyan İzmir olmak üzere ikiye bölünmüştü.
Osmanlı padişahi I. Bayezid, 1390’da Batı Anadolu’daki önemli liman kentleri olan Foça, Ayasuluğ (Efes), Balat, Urla, Çeşme, Seferihisar ve Kuşadası’nı Osmanlı egemenliğine katmışsa da, İzmir’i ele geçirememişti. İzmir, Anadolu’da Hıristiyanlar’ın son uç beldesi olarak kalmıştı.
Batı Anadolu’nun ucundaki İzmir’e XV. yüzyılın başında Timur bir sefer düzenleyerek, Rodos şövalyelerinin hâkim olduğu Liman kaleyi ele geçirmişti. Liman kaleyi yıktıran Timur, daha sonra 1402’de Türkmen Aydınoğlu Beyliği’nin canlandırılmasını sağlamış ve İzmir’i Umur Bey’in torunu Aydınoğlu Cüneyt Bey’e vermişti.
Osmanlı Devleti ise, taht kavgalarından sonraki dönemde, İzmir’i elde edebilmek için ciddi kararlılık göstermekteydi. 1414’de kentin liman bölgesini ele geçirmişlerse de, Aydın-oğlu Cüneyt Bey, İzmir’deki egemenliğini sürdürmek için Osmanlılar, Bizanslılar ve Cenevizlilerle diplomatik ve siyasal bir mücadeleye girişmişti. 1426’da Osmanlılar, Aydınoğlu Beyliği’ne son vererek, Batı Anadolu ve İzmir’i hakimiyetleri altına almışlardı. Böylece, Osmanlı egemenliğine dek süren İzmir’in yönetsel belirsizliği de sona ermiş oluyordu