À partir de 570/580, les Perses prennent Tbilissi et y règnent pour environ une décennie. En 627, elle est prise et saccagée par les armées byzantines et khazares. Vers 737, les Arabes entrent dans la ville sous le commandement de Marwan al-J`adîy al-Himâr et établissent un émirat dans la région avec pour capitale Tbilissi. En 764, la ville est à nouveau prise par les Khazars mais reste sous domination arabe. En 853, les armées du général arabe Boughba le Turc envahissent Tbilissi dans le but d'établir une domination abbasside dans le Caucase. La domination arabe sur Tbilissi continue ainsi jusque dans les années 1050, les Géorgiens y résidant ne pouvant se révolter. En 1068, la ville est encore une fois saccagée, cette fois par les Seldjoukides sous le sultan Alp Arslan.