Возрождение Тиры началось около середины I в.н.э. В это время произошла перепланировка городской территории. Керамический материал I в.н.э. свидетельствует о связях города с малоазийскими, италийскими, галльскими центрами. В I в.н.э. возникли цитадель, частные и общественные постройки. Однако расцвет Тиры в римское время приходится на II — первую половину III в.н.э., когда укрепляются оборонительные стены, мостятся улицы, возникают новые постройки. Вещественный материал из раскопок позволяет говорить об экономическом подъеме города в этот период.
В 56/57 г.н.э. Тира приняла новую эру. Это событие вряд ли связано с установлением в городе римского владычества и деятельностью Тиберия Плавтия Сильвана, хотя некоторые исследователи считают обратное. На некоторых монетах императоров династии Юлиев—Клавдиев встречается надчеканка ТYР, а на монете времени Нерона — легенда TYPANQN. Эти монеты непосредственно предшествуют началу регулярной чеканки при Флавиях, когда на монете неизменно помещали портрет императора. Кроме монет, есть немало эпиграфических памятников римской эпохи, помогающих определить степень зависимости Тиры от римлян. Эти документы подтверждают тесные связи города с администрацией провинции Нижняя Мëзия не ранее конца I — начала II в. Ко второй половине II в. относится фрагмент надписи, предположительно трактуемый как послание римской провинциальной администрации властям Тиры об установлении границы города. Другой фрагмент представляет собой посвящение одному или двум императорам династии Антонинов, сделанное, очевидно, от имени легата провинции Нижняя Мëзия.
Клейма на кирпичах и черепице позволяют судить о составе римского гарнизона Тиры во II — начале III в. При Антонинах в Тире к отряду V Македонского легиона присоединились солдаты I Италийского и XI Клавдиева легионов, а со времени Адриана во главе их были поставлены центурионы I Италийского и, вероятно, XI Клавдиева легионов. При Марке Аврелии военный трибун I Италийского легиона стал командовать всеми римскими войсками в Скифии и Таврике (CIL, VIII, 619). В состав гарнизона Тиры могли, вероятно, входить и вспомогательные отряды Legionis I Minerviae. С конца I в.н.э. Тира была в сфере влияния римской провинциальной администрации, находясь, очевидно, со времени первых Флавиев в составе провинции Нижняя Мëзия.
Принятие городом своей эры в 57 г. близко по времени началу ольвийской городской эры, являвшейся одновременно и эрой царя Фарзоя, властителя сарматского государственного образования, которое, если судить по его монетам, возникло в Северо-Западном Причерноморье в начале третьей четверти I в.н.э. и просуществовало до 80-х годов этого столетия. Не исключено, что монеты с надчеканкой Тиры, как и монеты с изображением персонифицированного римского сената и легендой TYPANQN, находились в обращении, когда город наряду с Ольвией входил на правах симмахии в состав этого царства, дружественного Риму, подобно тому как греческие полисы понтийского левобережья с ведома римлян подчинялись на тех же условиях фракийским царям одрисской династии. Так произошло потому, что после фракийского восстания 45/46 г. и образования самостоятельной провинции Мëзия римляне не рискнули сразу распространить свою власть на север, а были вынуждены прибегнуть к традиционной уже политике включения эллинских городов в состав вассальных или дружественных государств, с которыми греки имели традиционные связи, естественно, с сохранением значительной доли автономии и самостоятельности. Впоследствии это облегчило Риму подчинение тех и других. Включение Тиры в состав провинции Мёзия произошло, очевидно, позднее, при Веспасиане, когда в городе появились монеты с портретом этого императора. Когда в связи с подготовкой дакийских войн были образованы две самостоятельные провинции — Верхняя и Нижняя Мёзия, Тира была подчинена администрации этой последней провинции. Отсюда появление изображения Домициана на одной из первых серий монет Тиры императорской эпохи.
Тира подчинилась римской провинциальной администрации на тех же правах, что и эллинские полисы Западного Причерноморья. Городу, видимо, были определены границы сельскохозяйственной территории, установлены фискальные привилегии. Как следует из писем Септимия Севера и Каракаллы от 17 февраля 201 г.н.э., граждане города были освобождены от уплаты торговых пошлин на многие категории ввозимых товаров. При этом в письмах речь шла и о грамотах, регулировавших фискальные обязанности граждан, выданных еще в предшествующее время. Таким образом, Тира в провинции имела ряд привилегий в знак уважения к прежней автономии и самоуправлению, как и другие города. О функционировании в Тире в это время совета, народного собрания, коллегии архонтов свидетельствует декрет в честь Коккея от 181 г.н.э. Как и в западнопонтийских полисах, основные магистратуры в Тире находились в руках зажиточной торгово-ремесленной верхушки, в значительной части романизированной.
В начале III в.н.э. взаимоотношения тиритов с варварским окружением ухудшились. В 214 г.н.э. вместе с римскими войсками Тира участвовала в отражении нападения карпов.
В середине III в. Тира была разорена готами. Однако жизнь там не прекратилась. Во второй половине III-IV в. в городе велась бессистемная застройка, но среди населения уже преобладал исключительно варварский элемент. Окончательная гибель города датируется 70-ми годами IV в. и связана с нашествием гуннов.
Ко второй половине I в. до н.э. начинается возрождение Ольвии. Рубежом I в. до н.э. — I в.н.э. датируется возникновение укрепленных поселений по берегам Бугского и Днепровского лиманов. Количество поселений на хоре послегетской Ольвии было значительно меньшим, чем в эллинистическую эпоху, но это, как правило, укрепления, расположенные на возвышенностях. Они просуществовали до середины III в.н.э. На рубеже II-III вв. по берегам Березанского лимана возникли неукрепленные поселения, существовавшие до конца IV в. По характеру материальной культуры они тяготели к памятникам Черняховского типа. Оживление сельского хозяйства, являвшегося основой экономики города во все времена, стимулировало подъем ремесел и торговли. Уже во второй половине I в. до н.э. Ольвия возобновляет чекан монет; к середине I в.н.э. относится декрет г. Византия в честь ольвийского гражданина Оронта, сына Абаба, в котором говорится о посещении им самим Византия, очевидно, с торговыми целями, а также о регулярном прибытии по торговым делам в Ольвию граждан этого и других причерноморских городов. Во II — первой половине III в.н.э. связи города охватывали уже все Причерноморье и северо-запад Малой Азии. Однако по своим размерам послегетская Ольвия значительно уступала городу предшествующей эпохи. Во всех сферах жизни полиса преобладающими стали варварские, главным образом сарматские, элементы.
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.