De la seconde moitié du jusqu'à la fin du , Tbilissi fut à nouveau la cible de plusieurs envahisseurs et fut complètement brûlée plusieurs fois. En 1386, Tbilissi fut envahie par les armées de Tamerlan (Timour Lang). En 1444, la ville fut prise et détruite par Jahan Shah (chef des Turkmènes Qara Qoyunlu). Puis entre 1477 et 1478, Tbilissi fut agrégée à l'empire d'Uzun Hasan, l'ennemi du précédent envahisseur et chef des Aq Qoyunlu. En 1522, les Perses prirent la ville qui fut libérée deux ans plus tard par le roi David X de Karthli. Durant cette période, certains quartiers de Tbilissi furent reconstruits, mais dès le , elle redevint le théâtre d'invasions terribles pour le pays. Cette fois, Tbilissi était plus un objet de conflit entre deux empires que la cible d'envahisseurs sanguinaires, car les Turcs ottomans et les Perses séfévides s'affrontaient pour le contrôle de la ville. Plus tard, le roi Héraclius II de Géorgie (Iraki II) tenta à plusieurs reprises (mais sans succès) de libérer Tbilissi de la domination perse, mais il n'en résulta que l'incendie de l'ancienne capitale du Caucase, en 1795, par Agha Mohammad Shah. À ce moment, sentant que la Géorgie ne pourrait plus résister seule contre ses ennemis, le roi décida de faire appel à la Russie.