Der im Jahre 284 n.Chr. an die Macht gekommene Offizier Diokletian versuchte, das Reich durch die Anwendung von Disziplin und Zwang auf allen Ebenen, auch durch eine systematische Christenverfolgung, zu stabilisieren. Da er bei den anderen Generalen und bei den Truppen hohe Autorität genoss, hatte sein System der Tetrarchie, mit zwei Ober- und zwei Unterkaisern (Augusti und Caesares) eine Zeitlang Bestand. Doch bald kam es wieder zu Kriegen zwischen verschiedenen Truppenteilen und ihren Feldherrn. Einer von diesen, Konstantin, setzte sich in der Schlacht an der Milvischen Brücke (im Norden Roms) 312 n.Chr. durch, nachdem er seine Truppen mit dem Symbol der christlichen Region ausgestattet hatte.

Konstantin sah in dieser Religion offenbar eine geeignete Stütze für die Stabilisierung des Reiches und die Legitimierung seiner Herrschaft. Immer stärker förderte er das Christentum. Allmählich setzte sich die Vorstellung durch, dass die Kiser nach dem Willen Gottes im Reich regierten. Je mehr sich nun die christliche Religion im Reich ausbreitete, desto intensiver wurde die Bindung der Untertanen an den Kaiser und das Reich. Darüberhinaus hatte Konstantin zum Teil Massnahmen Diokletians fortentwickelt, das Heer und die Reichsverwaltung reorganisiert. Der Druck auf die Städte des Reiches und die einzelnen Untertanen nahm erheblich zu. Durch die Gründung der Stadt Konstaninopel (vormals Byzanz) als zweites Rom gab der Kaiser auch dem Osten des Reiches ein neues Zentrum.

Im Inneren blieb die Situation relativ stabil. Doch die aussenpolitischen Probleme nahmen nicht ab: Die Konkurrenz des persischen Reiches liess sich nicht ausschalten. Vor allem wurde, wegen der immer grösser werdenden Unruhe der germanischen Stämme (Völkerwanderung), der Druck auf die Nordgrenze immer stärker. Nach einer katastrophalen Niederlage gegen die Westgoten bei Adrianopel (378 n.Chr.) musste erstmals die Ansiedlung von Germanen auf römischem Boden innerhalb des Reiches toleriert werden. Immer mehr Germanen gelangten in den Heeresdienst und in hohe Offiziersränge.

Nach dem Tode Kaiser Theodosius'I., der das Christentum besonders nachhaltig unterstützt hatte (Verbot heidnischer Götterkulte 392 n.Chr.) wurde die Herrschaft zwischen seinen Söhnen Arcadius (Osten) und Honorius (Westen) geteilt (395 n.Chr.), ohne dass damit die nominelle Einheit des Reiches aufgelöst war. Der Westteil des Reiches ist unter den Angriffen der germanischen Stämme zusammengebrochen (476 n.Chr.), die allerdings gerade in der Herrschaftsorganisation vieles von den Römern übernahmen.

Im Ostteil mit der Hauptstadt Konstatinopel wurde dagegen die Tradition des Reiches bewahrt. Der Kaiser Justinian (527-565 n.Chr.) konnte sogar noch einmal versuchen, die gesamte Reichsgewalt auch im Westen, in Italien, Spanien und Afrika, zur Geltung zu bringen. Diese Restauration war allerdings nicht von Dauer. Das Römische Reich blieb auf den Ostteil beschränkt. Seine Bewohner nannten sich Rhomaioi, d.h. Römer, aber in griechischer Sprache. Das Römische Reich, das im Osten das Erbe des Hellenismus weitergetragen hatte, wurde nunmehr griechisch, das Reich von Byzanz.