Tali caratteristiche indussero nuovi abitanti slavi – croati - a occupare Tarsatica e a dare vita a un nuovo centro. Le prime notizie sull’insediamento medievale risalgono alla prima metà del XIII secolo, ma le fonti storiche dell’epoca menzionano due nuclei: Trsat (Tersatto), in cima alla collina sulla sponda sinistra del fiume Rječina (Eneo), dove sorgeva una volta l'insediamento dei Liburni chiamato Tarsata, e Rijeka (Fiume) sulla costa, al posto della Tarsatica romana. Rijeka era una cittadina fortificata, compresa all’interno delle mura e protetta da varie torri difensive. Era divisa in due zone: nella parte superiore si trovavano il castello medievale e la chiesa di San Vito (da cui deriva il nome Flumen Sancti Viti), mentre nella parte inferiore sorgeva la zona popolare, commerciale e artigianale, ribattezzata dai suoi abitanti Rika, ovvero Rijeka (Fiume).

All’inizio e alla fine del XIV secolo, Rijeka fu governata dai conti Devinski (Duinati), dai principi di Veglia (poi Frankopan), dalla famiglia Walsee e, dal 1466, dagli Asburgo. In questo periodo Rijeka contava circa 3.000 abitanti. Nel XVI secolo si assistette a un significativo sviluppo economico, grazie al commercio di ferro, olio, legna, lana, bestiame e pelli. Nello stesso secolo in città operò anche una stamperia di libri redatti nell’alfabeto croato, il glagolitico. All’epoca non esisteva ancora Sušak (Sussak), formatasi solo nel XVIII secolo sulla sponda sinistra del fiume Rječina e sotto l'insediamento di Trsat.

L'età d’oro del commercio di Rijeka si arrestò all'improvviso nella seconda metà del XV secolo. I frequenti attacchi degli Ottomani, le guerre dei pretendenti al trono ungherese e le lunghe lotte tra Uscocchi e Veneziani interruppero i collegamenti stradali e marittimi. La situazione cominciò a migliorare nella seconda metà del XVII secolo.

L’arrivo dei Gesuiti a Rijeka e la fondazione del loro ginnasio, migliorarono significativamente il sistema scolastico e la vita culturale, rinforzando la romanità a scapito della lingua croata e dell’alfabeto glagolitico. L’economia di Rijeka iniziò a migliorare sensibilmente nel XVIII secolo. In quel periodo, l’imperatore Carlo VI proclamò Rijeka porto franco, e la rafforzata Ungheria (nel 1779 Rijeka viene ceduta alla corona ungherese) e parte dell'aristocrazia asburgica iniziarono presto a vedere in Rijeka un importante sbocco marittimo sul mondo.

A cavallo tra il XVIII e il XIX secolo, Rijeka fu controllata dai francesi, per poi tornare di nuovo all’Impero Austriaco con la Conferenza di Vienna.