От началото на новото хилядолетие, градът за който започнала нова епоха, е бил последователно византийски (началото на V – ХII в.) и процъфтяващ български средновековен град (ХII – началото на ХV в.). Медиавистите изказват хипотеза, че в средата на ХIV в. именна тук е била Карвуна – седалището на добруджанския владетел Балик. Някои автори приемат, че по време на османското нашествие, в края на четиринадесето столетие градът бил опожарен и сринат до основи. Други считат, че Карвуна просъществувала до средата на ХV в. Според историческите извори през втората половина на ХVI в. градът вече носел името Балчик.
Потвърждение за данамиката на политическия, културния и търговски живот в средновековния Дионисополис са монетите намерени при археологически разкопки в рамките на града и близките околности. Във витрината могат да се видят византийски монети от периода VI-XIII в. на императорите Алексий I, Юстиниан I, Юстиниан II, Тиберий II Константин, Фока, Константин VII, Алексий I Комнин, Мануил II Комнин, Исак II Ангел, Алексий III Ангел. Могат да се видят монети от българското присъствие тук – парични знаци на царете Тодор Светослав и Иван Александър, както също и татарски, влашки и турски монети. Акцент във витрината е златната монета на византийския император Никифор II Фока /963-969 г./ – трети ред, първата от ляво.