Den romerske politik efter kejser Diokletians abdicering i 305 e.Kr. var forvirrende kompliceret, da kejsere og vicekejsere fra vest og øst kæmpede om magten. Blandt dem var Flavius Valerius Constantinus, der i historien er kendt som Konstantin den Store. Han blev hyldet som kejser af sine tropper i York i 306 e.Kr. og blev af Diocletians efterfølger, Galerius, udnævnt til kejser eller stedfortræder for Vestens kejser. Konstantin fik ansvaret for Britannien og Gallien, men hans svoger Maxentius førte krig mod Galerius og erobrede Italien og selve Rom.
Galerius døde i 311 e.Kr., og tidligt det følgende år invaderede Konstantin Italien, vandt slag ved Torino og Verona og marcherede mod Rom. Maxentius kom ud for at kæmpe og blev ødelagt ved den Milvianske bro, som førte Via Flaminia over Tiberen ind i byen. Slaget var en af en række sejre, der i 324 e.Kr. gjorde Konstantin til herre over hele Romerriget, men det er mest berømt for sin forbindelse med hans omvendelse til kristendommen, som skulle vise sig at blive en af de vigtigste begivenheder i verdenshistorien.
Historien, eller en historie, om det, der skete, blev fortalt af Eusebius af Cæsarea, en kristen bibelforsker og historiker, der skrev den første biografi om Konstantin kort efter kejserens død. Han kendte Konstantin godt og sagde, at han havde fået historien fra kejseren selv. Konstantin var en hedensk monoteist, en tilhænger af solguden Sol Invictus, den ubesejrede sol. Men før slaget ved Milviabroen så han og hans hær et lyskors på himlen over solen med ord på græsk, der generelt oversættes til latin som In hoc signo vinces (“I dette tegn sejrer”). Den nat havde Konstantin en drøm, hvor Kristus fortalte ham, at han skulle bruge korsets tegn mod sine fjender. Han var så imponeret, at han lod det kristne symbol markere på sine soldaters skjolde, og da slaget på Milviabroen gav ham en overvældende sejr, tilskrev han den til de kristnes gud.
Denne historie blev generelt accepteret i århundreder, men nutidens historikere, der ikke tror på profetiske visioner og drømme, har alvorlig tvivl om den. Den tidligste beretning om slaget, der stammer fra 313 e.Kr., nævner intet om et syn eller en drøm. Den fortæller, at Maxentius samlede sin hær på bredden af Tiberen. Han havde skåret selve broen over, men i tilfælde af nederlag kunne han trække sig tilbage til Rom over en midlertidig bro lavet af både. Da Konstantins kavaleri stormede, blev Maxentius’ mænd imidlertid drevet på flugt over broen af både, som kollapsede under dem, og mange blev druknet, herunder Maxentius selv. Hans hoved blev hugget af og båret ind i byen på et spyd af den triumferende Konstantin og hans mænd.
Ifølge en anden tidlig beretning, skrevet inden for to år efter slaget af den kristne forfatter Lactantius, der havde været ved Konstantins hof i nogen tid, havde kejseren en drøm, hvor han fik besked på at markere ‘Guds himmelske tegn’ på sine soldaters skjolde. Han gjorde som befalet, fik tegnet, hvad det så end var, indskrevet på skjoldene og tilskrev sin sejr mod alle odds til de kristnes gud. I 315 e.Kr. dedikerede senatet en triumfbue i Rom til Konstantin (den kan oprindeligt være blevet bygget til Maxentius) med en indskrift, der roste ham, fordi han og hans hær havde vundet sejren “med guddommelig tilskyndelse”. Det blev taktfuldt undladt at sige, hvilken gud der havde stået for “tilskyndelsen”, og borgerne kunne tilskrive Sol Invictus eller den kristne guddom eller hvilken gud de ønskede det.
Det, der ikke er tvivl om, er, at Konstantin blev en troende kristen, som energisk promoverede kristendommen uden at forsøge at tvinge den ned i hedenske struber. Diokletian og Galerius havde forfulgt de kristne på brutal vis, men i 311 e.Kr. havde Galerius givet dem religionsfrihed. I 313 e.Kr. proklamerede Konstantin i sit Milanoedikt, at “ingen som helst bør nægtes muligheden for at give sit hjerte til at overholde den kristne religion”. Han udnævnte kristne til høje embeder og gav kristne præster de samme privilegier som hedenske præster. I 323 e.Kr. var Sol Invictus’ fødselsdag den 25. december blevet Kristi fødselsdag. Kejseren bestræbte sig på at udjævne teologiske uoverensstemmelser blandt kristne, og i 325 e.Kr. deltog han personligt i Nikæa-koncilet, hvor doktrinen om treenigheden blev formuleret. Han byggede også storslåede kirker, bl.a. Santa Sophia i sin hovedstad Byzans, der blev omdøbt til Konstantinopel. Da han døde i 337 e.Kr. var kristendommen godt på vej til at blive statsreligion i Romerriget, og Konstantin betragtede sig selv som den 13. apostel for Jesus Kristus.