Porém, mesmo antes da conquista da região por Alexandre III da Macedônia, os bitínios parecem ter conseguido sua independência e dois príncipes nativos conseguiram governar a região com sucesso, Bas e Zipoites, este último assumindo o título de rei (basileu) em 297 a.C. Seu filho e sucessor, Nicomedes I, fundou Nicomédia, que rapidamente prosperou, e, durante seu longo reinado (c. 278 a.C. – c. 255 a.C.) e o de seus sucessores, Prúsias I, Prúsias II e Nicomedes II (entre 149 e 91 a.C.), o Reino da Bitínia conquistou um importante espaço entre as pequenas monarquias da Anatólia. Porém, o último rei, Nicomedes IV, não conseguiu se defender de Mitrídates VI e Bitínia foi anexada ao Reino do Ponto. Depois de ser restaurado ao trono pelo senado romano, Nicomedes deixou seu reino como herança para a República Romana em 74 a.C.. As moedas cunhadas por estes reis representam claramente seus retratos, que eram gravados com extrema habilidade no estilo helenístico.[2]
Já como província romana, as fronteiras da Bitínia variaram muito durante a sua história e ela foi frequentemente unida, por motivos administrativos, com a província do Ponto. Esta era a situação na época de Trajano, quando Plínio, o Jovem, foi nomeado governador das províncias reunidas (109-110 – 111-112), uma circunstância que nos deu consideráveis informações sobre a administração provincial romana.
Na reforma de Diocleciano (r. 284–305), a província da Bitínia e Ponto foi novamente dividida em duas províncias separadas pelo rio Sangário, a oeste do qual estava a Província da Bitínia. A leste, a nova província Honória. Ambas estavam subordinadas à Diocese do Ponto, da Prefeitura pretoriana do Oriente. A capital era Nicomédia.
A Bitínia parece ter atraído muita atenção, principalmente por causa de suas estradas e sua posição estratégia entre as fronteiras do Danúbio ao norte e as do Eufrates no sudeste. Para garantir a comunicação com as províncias do oriente, a monumental Ponte do Sangário foi construída por volta de 562 d.C. e tropas frequentemente invernavam em Nicomédia.
Hiparco de Niceia (século II a.C.), um astrônomo grego que descobriu a precessão, catalogou as estrelas e descobriu como prever a duração das eclipses.
Este artigo incorpora texto do artigo «Bithynia» (em inglês) da Encyclopædia Britannica (11.ª edição), publicação em domínio público.