西元306年君士坦丁被軍隊擁立為帝，經過數年的南征北討，西元323年再度統一帝國。君士坦丁一世試圖取消戴克裏先的四帝共治制，但帝國局勢的混亂迫使他任命自己的親信為共治者。君士坦丁一世最初任命長子克裏斯普斯為凱撒，但後者由於受到繼母法烏斯塔（君士坦丁的第二個妻子）的誣陷被處死（326年）。君士坦丁不久以通姦罪把法烏斯塔也處死，但任命她所生的三個兒子為凱撒：君士坦丁二世統治西班牙`高盧和不列顛；君士坦提烏斯二世統治亞洲和埃及；君士坦斯一世統治義大利和北非。君士坦丁一世實際上是繼承了戴克裏先的做法。統一後，君士坦丁也展開一連串的改革措施，如：廢除行省的行政長官兼任軍事長官的制度，此後軍人與行政、司法、經濟徹底分離，並將軍權集中於皇帝手中；改革幣制與抑制通貨膨脹，規定貨物的最高價格等。君士坦丁一世在313年和332年分別在西部邊境和多瑙河沿岸擊退了法蘭克人和哥特人的入侵。此外，為全力對付東方的叛軍，西元330年其將帝都遷往博斯普魯斯海峽西岸股希臘殖民城市拜占庭，並改稱君士坦丁堡。西元377年君士坦丁去世，羅馬帝國再陷分裂，他的三個兒子和兩個侄子分治帝國。