Après la guerre russo-turque de 1828-1829, les Russes chassent les Ottomans de Poti et l'intègre progressivement à l'Empire russe. Elle obtient le statut de ville-port plus tard en 1858 et sera reliée par le chemin de fer à Tiflis (aujourd'hui Tbilissi en 1872. Lorsque le maire de la ville (de 1894 à 1912), Niko Nikoladzé, fait reconstruire le port, Poti se couvre d'édifices modernes, dont une grande cathédrale de style néo-byzantin (1906). À l'époque, Poti était l'un des principaux ports de l'Empire russe en mer Noire pour l'exportation de charbon et de manganèse.