В первой половине XV в. одна из ветвей рода Кантакузиных упрочила связи с Сербией. Правнук Иоанна VI (точное родство является предметом научной полемики) Георгий (ум. между 1456 и 1459 гг.) покинул Морею, учился в Константинополе у эрудита Иоанна Хортазмена, затем переселился в Сербию, где в 1456 г. защищал город Смедерево от венгров. Его сестра Ирина (ум. в 1457 г.) в 1414 г. была выдана замуж за сербского правителя Георгия Бранковича. Брат Георгия и Ирины Фома (ум. до 1463 г.) с 1433 г. также состоял на сербской службе и в 1439 г. участвовал в обороне Смедерево от турок. Другой их брат – Андроник, последний великий доместик Византийской империи, в 1436 г. участвовал в посольстве от Иоанна VIII Палеолога к Георгию Бранковичу по вопросу об унии между Константинопольской и Римско-католической церквами, однако переговоры не привели к успеху. После падения Константинополя в мае 1453 г. он был казнён турками. Другая ветвь рода Кантакузиных, берущая начало от двоюродного брата Иоанна VI севастократора Никифора Кантакузина, во второй половине XIV–XV в. жила в Трапезунде. Феодора Комнина Кантакузина (ум. до 1400 г.) в 1351 г. была выдана замуж за трапезундского правителя Алексея III Великого Комнина (1349–1390 гг.). Их сын, Мануил III Великий Комнин (1390–1416 гг.), унаследовал трапезундский престол и передал его своему сыну Алексею IV Василию Великому Комнину, который также взял себе в жёны представительницу рода Кантакузиных – Феодору Кантакузину (ум. до 1426 г.). Последний император Трапезунда Давид I Великий Комнин (1460–1461 гг.) выбрал себе жену из рода Кантакузиных – правнучку Иоанна VI Елену Кантакузину. В 1463 г., через два года после падения Трапезунда, почти все их дети были казнены. Когда в 1453 г. Византия пала, Кантакузины переселились в Венецию, Рагузу (Дубровник), Венгрию, Сербию, на Крит и Кипр. К одной из ветвей рода Кантакузиных принадлежал славянский писатель второй половины XV в. Димитрий Кантакузин (см. Кантакузин Димитрий). Евдокия Кантакузина, жена грека на венецианской службе Матфея Спандуниса, была матерью историка Феодора Спандуниса (ум. после 1538 г.), который в своём сочинении сообщает уникальные сведения об истории семейства Кантакузиных. Внуки Георгия Бранковича и Ирины Кантакузины, дети деспота Сербии св. Стефана Слепого Бранковича (1420–1476 гг.) и св. Ангелины Бранкович (ум. в 1516 или 1520 г.), жили сначала в Северной Италии, затем в Венгрии и Валахии. Зоя Кантакузина в 1442 г. была выдана замуж за служившего Лузиньянам графа Яффского Жака де Флори. Муж её дочери Каролы, Юг Бузак, в начале XVI в. собрал коллекцию документов, касающихся истории рода Кантакузиных, сохранившуюся в рукописи. Румынский боярский род Кантакузино (румын. Cantacuzino), упоминающийся в источниках с конца XVI в., претендует на происхождение от византийских Кантакузиных. Первый известный в Новое время представитель этого семейства, константинопольский богач и обладатель обширной библиотеки Михаил Кантакузин, по прозвищу Шайтаноглу, состоял на службе султана Селима II (1566–1574 гг.), однако в 1578 г. был казнён его преемником Мурадом III. Сын Михаила, Андроник Кантакузин, первым переселился в Дунайские княжества. Среди представителей рода – господари Валахии Шербан Кантакузин (1678–1688 гг.) и Штефан Кантакузин (1714–1716 гг.), господарь Молдавии Димитрий (Думитрашку) Кантакузин (1673; 1674–1675; 1684–1685 гг.). В XVIII в. одна из ветвей румынского рода с фамилией Кантакузен переселилась в Россию. Николай Родионович Кантакузен (1763–1841 гг.) участвовал в Русско-турецких войнах 1787–1791 гг. и 1806–1812 гг. Михаил Родионович Кантакузен (1848–1894 гг.), правнук выдающегося российского государственного деятеля Михиала Михайловича Сперанского по материнской линии, в 1872 г. получил титулы князя Кантакузена и графа Сперанского.