Próba przyłączenia Emiratu Tbiliskiego do Gruzji doprowadza jednak do poddania się emira Tbilisi w wasalną zależność od króla gruzińskiego Bagrata IV (1032).
XI–XVIII w. Po opuszczeniu miasta przez Arabów (ok. 1050) Tbilisi zajęte zostało w 1068 przez Seldżuków pod dowództwem Alp Arslana bin Chaghri, co zapoczątkowało krótki, lecz niezwykle dotkliwy okres panowania Turków seldżuckich, zwany dotąd w Gruzji „wielkim poturczeniem” (gruz.: დიდი თურქობა). Seldżukowie opuścili miasto w 1122, pokonani uprzednio w bitwie pod Didgori (1121) przez Dawida IV Budowniczego (1089–1125). Król ten przywrócił dawne polityczne i gospodarcze znaczenie Tbilisi, czyniąc go stolicą zjednoczonego państwa gruzińskiego, jednego z najpotężniejszych państw Azji Zachodniej. Państwo to osiągnęło szczyt swojego rozwoju za panowania królowej Tamary (1184–1213). W XII i na początku XIII w. trwał okres burzliwego kulturalnego i gospodarczego rozwoju Tbilisi. W tym czasie powstaje gruziński epos narodowy Witeź w tygrysiej skórze autorstwa Szoty Rustawelego. Rozciągająca się od Morza Czarnego do Kaspijskiego zjednoczona Gruzja kontrolowała ważne szlaki handlowe prowadzące do Indii, Iranu, Bizancjum i na Ruś. Tbilisi rozwija się pod względem gospodarczym. Kupcy tbiliscy biorą aktywny udział w międzynarodowej wymianie handlowej.