Жизнь в Херсонесе прекратилась в середине XV в. Его дома опустели, став обиталищем птиц и зверей. Консул генуэзской колонии в Крыму Кафы (Феодосия) в 1470 г. предлагал разрушить стены Херсонеса из опасения, что оставленный город будет захвачен и использован турками. Несмотря на предшествующие разрушения, оборонительная система Херсонеса была тогда еще цела.
Древнейшее свидетельство о развалинах Херсонеса принадлежит послу польского короля Стефана Батория Мартину Броневскому. В 1578 г. во время своего путешествия на юг он посетил Херсонес, покинутый, по его словам, «много веков назад». Путешественнику бросились в глаза большие и высокие крепостные стены со многими башнями, мощные крепостные ворота, царский дворец с неразрушенными стенами и руины разграбленного монастыря. Вряд ли можно думать, что Броневский преувеличивал масштабы города и его роскошь. Он был человеком образованным и мог сравнивать Херсонес с Краковом, Торунью и другими достаточно крупными городами своей родины.
В 1783 г., после присоединения Крыма к России, началось сооружение военного порта и крепости Бахтиар (по-татарски — название утеса). Полгода спустя новое русское владение получил имя Севастополь. Крепость и город возникали на новом месте, но поблизости был покинутый, беззащитный Херсонес. Донесение контр-адмирала Макензи, командовавшего русской эскадрой, говорит о том, что Херсонес был превращен в каменоломню. Отрицание этого варварства для сохранения престижа тогдашнего «покорителя Крыма» Потемкина и его генералов имеет против себя и другие свидетельства современников. Известный ученый, русский академик Петр Симон Паллас, посетивший Херсонес в 1794 г., в своей книге определенно указывает, что постройка Севастополя явилась причиной уничтожения Херсонеса.
Осматривая окрестности Севастополя, наблюдательный путешественник обратил внимание на остатки древних стен и фундаментов, покрывавших всю территорию Гераклейского полуострова. Совершенно правильно он определил их как следы сельскохозяйственной деятельности херсонеситов и укрепления, куда они скрывались во время нападении скифо-тавров. Паллас проявил интерес и к эпиграфическим памятникам Херсонеса. Он с прискорбием отметил, что большинство из них уничтожено матросами при добывании тесаных камней. Отдельные надписи, попавшиеся на глаза, Паллас скопировал. Среди них наибольшую ценность представляет декрет в честь императора восточной империи Зинона (474—491 гг.), укрепившего городские стены, и латинская надпись о пребывании в Херсонесе в конце III — начале IV вв. римского гарнизона.
В конце XVIII в. на территории Херсонеса побывал другой известный путешественник и ученый Э. Кларк. В своем труде «Путешествияпо разным странам Европы, Азии и Африки», вышедшем в двух томах в 1810—1816 гг., Кларк сурово осуждает русские власти за умышленное уничтожение древнего города. Он забывает, что его соотечественники не были в этом отношении более щепетильными, а лорд Элгин действовал на афинском акрополе как настоящий варвар. Заслуга Кларка в том, что он составил план руин на нынешнем Маячном полуострове, относя их к упомянутому Страбоном «старому Херсонесу». План дополнил работу русских военных топографов XVIII в.
Из русских путешественников по Крыму в первой четверти XIX в. наибольшей эрудицией отличался И.М. Муравьев-Апостол. Этот прекрасно ориентировавшийся в античной литературе ученый поставил целью определить соответствие древних населенных пунктов и географических названий современным. Попутно он давал описание заинтересовавших его памятников, тем более для нас ценное, что многие из них впоследствии бесследно исчезли.
Развалины тянулись от Карантинной бухты до Круглого залива. Но кто мог бы вслед за Мартином Броневским сказать: «Они достойны удивления». Ничто не говорило о великолепном, богатом, многолюдном городе. Не попали ли мы в каменоломню? То там, то здесь можно увидеть матросов, вооруженных ломами. Под тяжестью огромных квадров скрипят фуры. Давно исчезли приморские стены и башни, которые наблюдались путешественниками в XVIII в. Всюду царит «мерзость запустения».