Tuy nhiên sau đó Lê Thánh Tông chỉ sát nhập vùng đất từ đèo Hải Vân tới đèo Cù Mông (phía bắc Phú Yên) vào lãnh thổ Đại Việt. Vùng đất Phú Yên vẫn thuộc quyền quản lý của Chăm Pa với tên gọi Ayaru
Từ năm 1570, Nguyễn Hoàng là trấn thủ vùng Thuận Hóa và Quảng Nam của Đại Việt. Năm 1578 ông sai tướng dưới quyền Lương Văn Chánh tấn công vào thành Hồ, là thủ phủ của Chăm Pa tại vùng Ayaru (Phú Yến), t
hành Hồ bị thất thủ, từ đó vùng đất Ayaru là nơi tranh chấp thường xuyên giữa người Việt và người Chăm. Theo chính sách của chúa Nguyễn ông đã chiêu tập và đưa lưu dân từ các vùng Thanh-Nghệ, Thuận-Quảng vào đây để khẩn hoang lập ấp, tạo dựng cơ nghiệp. Năm 1611, Nguyễn Hoàng sai viên tướng dưới quyền là Văn Phong tấn công vào Aryaru, Chăm Pa thất bại. Nguyễn Hoàng đã sát nhập Ayaru vào lãnh thổ Đàng Trong với tên gọi Phú Yên và giao cho Văn Phong cai quản đất Phú Yên. Tên gọi nầy do chúa Nguyền Hoàng đặt với ước nguyện về một miến đất trù phú, thanh bình trong tương lai. Tới năm 1629, Văn Phong chống lại chính quyền Đàng Trong, lúc này Nguyễn Hoàng đã chết, người nối nghiệp là Nguyễn Phúc Nguyên đã sai tướng Nguyễn Phúc Vinh vào đánh dẹp. Sau khi đánh bại được Văn Phong, Phúc Vinh được giao cai quản đất Phú Yên
Với một vị trí chiến lược quan trọng, vào thế kỷ 18 Phú Yên là nơi đối đầu quyết liệt giữa nhà Tây Sơn và nhà Nguyễn; nơi Nguyễn Huệ, vào tháng 7 năm 1775, đã đánh bại 2 vạn quân ngũ dinh (Bình Khang, Bình Thuận, Trấn Biên, Phiên Trấn và Long Hồ) của Tống Phước Hiệp. Năm 1976, Phú Yên nằm trong địa phận tỉnh Phú Khánh. Ngày 1 tháng 7 năm 1989, tỉnh Phú Yên được tái lập và tồn tại cho đến ngày nay. Dân Phú Yên thường được gọi là dân xứ "nẫu", đó là tiếng nói đặc trưng của họ, tiếng nẫu (nẫu = người ta). Dân Phú Yên còn có thể loại hát chòi, đó là một thể loại hát dân gian từng rất phổ biến ở Phú Yên. Phú Yên cũng chính là nơi đã phát hiện ra nhiều di sản văn hoá, như bộ trường ca quý giá của các dân tộc thiểu số, bộ đàn đá Tuy An có độ chuẩn về cung bậc thuộc loại chính xác nhất và những chiếc kèn đá có một không hai.
