Неврокоп попада в Османската империя някъде между 1374 и 1383 година, когато са превзети Драма и Сяр. Градът е въведен в османския кадастър за пръв път някъде след окончателното завземане на Солун от Османската империя през 1430 година.
През 80-те или 90-те години на XV век в Неврокоп са открити джамия с голям купол и мюсюлманско училище от Мехмед бей, син на Караджа паша, като Караджа паша джамия е единственият османски архитектурен паметник в града, оцелял до съвремието. През 1512 година Коджа Мустафа Паша основава втора джамия, баня и второ училище.
Град Неврокоп през османско време е бил и център на културния живот.
През XVIII век градът бавно се разраства.
През XIX век наред със земеделието, скотовъдството и пчеларството в града се развиват занаятите звънчарство, златарство, самарджийство, абаджийство, кожарство, както и търговията с дървен материал. Местни кираджии и търговци пренасят и продават стоки на панаирите в градовете Сяр, Драма, Мелник и село Узунджово.
През 1808 – 1811 г. християнската общност в града построява малка църква, кръстена на архангелите Михаил и Гавраил. През 1833 – 1841 година те построяват по-голяма и монументална църква „Успение Богородично“.
След Руско-Турската освободителна война и Берлинския конгрес от 1878 година Неврокоп, както цяла Македония остава в рамките на Отоманската империя. Решението на великите сили да разпокъсат българските земи не спира процеса на национално обединение. През май 1878 година Георги Иванов и Атанас Грозданов от името на Неврокопската българска община подписват Мемоара на българските църковно-училищни общини в Македония, с който се иска присъединяване на Македония към новообразуващата се българска държава.
По време на Илинденско-Преображенското въстание през есента на 1903 година в Нерокопско се водят активни въстанически действия под ръководството на войводите Михаил Чаков, Стоян Мълчанков, Атанас Тешовалията и Стоян Филипов.
При избухването на Балканската война през 1912 година петдесет и седем души от града са доброволци в Македоно-одринското опълчение.
На 17 октомври 1912 година четите на войводите Георги Занков и Костадин Бояджиев влизат в Неврокоп, тържествено посрещнати от населението. Неврокоп е освободен без битка по време на Балканската война на 19 октомври 1912 година.
След освобождението на град Неврокоп от османска власт започва бавен процес на преселване на бежанци от Егейска Македония в годините на между Балканските войни и Първата световна война, което променя изцяло облика на града. Изгражда се красив център, чиято архитектура е запазена.
През 1951 година градът е наречен на революционера Гоце Делчев.
Град Гоце Делчев е духовен център на Неврокопската епархия на Българската патриаршия. В града е и седалището на районното мюфтийство за област Благоевград. Караджа паша джамия е обявена за паметник на културата. Неврокопската синагога е недействаща.
На 9 km в полите на Южен Пирин се намира село Делчево. Ежегодните културни фестивали и туристически атракции за Еньовден и Трифон Зарезан привличат все повече почитатели на местната култура и традиции, а архитектурните и исторически забележителности – все повече чуждестранни туристи.
На 15 km по пътя за Сандански е село Попови ливади.
На около 12 km от града, в посока Родопите се намират прочутите Огняновски минерални извори, а над тях се подреждат архитектурните шедьоври Лещен и Ковачевица. Край тях се намира местността Караорман – гора, населявана от много видове диви животни. На 27 km, в посока Сатовча, е друг архитектурен резерват – село Долен, а нагоре в планината се намира ловното стопанство Дикчан.
В близост до града се намира и град Хаджидимово, където има парк. В парка има различни животни – елени, кози, пауни, зайци.
Историческият музей в града отваря врати през 1979 година.[
В града действа читалище „Просвета“.
На 28 октомври 1983 г. в града е открит паметник на Гоце Делчев.
