В тот период Пицунда находилась под властью Византии.
Византийский император Юстиниан I считает Питиунт важнейшей крепостью на Малоазийском и Кавказском побережьях Черного моря.
По сообщению Прокопия Кесарийского, Юстиниан I в 551 году на месте старого храма, представлявшего собой трехнефную базилику, построил в Пицунде новый величественный храм. Этот храм также славился мозаикой, имеющей много общего с раннехристианской, но отразившей и своеобразные черты местных пицундских мастеров. Часть мозаики сохранилась от старого храма.
Пицундское городище после раскопок
В 1960 году археолог О. Д. Лордкипанидзе открыл новые фрагменты этой мозаики. Наиболее интересно мозаичное изображение слона, тело которого выложено из бурых камней, бивни — из желтых, а глаза — из красных и белых.
Пицундский древнейший храм, построенный при Юстиниане I, был, по-видимому, посвящен святой Софии. Интересно, что название храма позже распространилось и на весь мыс. На черноморских картах Безымянного 1351 года, Каталанской 1375 года. Паскалини 1408 года, Бианко 1436 года, Бениказы 1480 года, Фредуче 1497 года, Майоддо 1519 года мыс носил имя святой Софии.
В период существования Абхазского княжества и царства строительство в Пицунде продолжалось. В 1956–1957 годах археолог Т. К. Микеладзе, проводя раскопки в районе сосновой рощи, нашел руины двухцерковной базилики и другие древние памятники. Архитектурные пропорции этого храма не совсем обычны для подобных древних сооружений Закавказья. Храм разрушен, сохранилась лишь цокольная часть с шестью входами: по три на каждый зал для моления. Этот уникальный храм был построен, по-видимому, не раньше VI века н. э. и просуществовал до второй половины XI века[54].
В X–XIII веках Пицунда продолжала оставаться крупным религиозным центром.
В конце X — начале XI века был воздвигнут один из Лучших памятников средневекового местного зодчества — Пицундский храм. Это трехнефный, однокупольный храм, имеющий в плане слегка вытянутый прямоугольник с тремя выступающими круглыми абсидами.
Основание храма сложено из массивных плит серого песчаника, в кладке стен ряды камня чередуются с рядами тонкого кирпича, что было характерно для поздневизантийской архитектуры. Купол храма также сложен из кирпича. Стены внутри храма расписаны, но, к сожалению, живопись, которая, по мнению искусствоведов, относится к XV веку, очень плохо сохранилась.
Высокие узкие окна создают эффект игры светотеней, что подчеркивает внутреннее величие храма. Между окнами находились изображения 12 апостолов, из которых до наших дней сохранились изображения десяти, да и те сильно повреждены.