La política romana tras la abdicación del emperador Diocleciano en el año 305 d.C. fue confusamente complicada, ya que los emperadores y subemperadores de Occidente y Oriente se disputaban el poder. Entre ellos estaba Flavio Valerio Constantino, conocido por la historia como Constantino el Grande. Aclamado como emperador por sus tropas en York en el año 306 d.C., fue nombrado César o emperador adjunto de Occidente por el sucesor de Diocleciano, Galerio. Constantino estaba a cargo de Britania y la Galia, pero su cuñado Majencio hizo la guerra contra Galerio y se apoderó de Italia y de la propia Roma.
Galerio murió en el año 311 d.C. y a principios del año siguiente Constantino invadió Italia, ganó las batallas de Turín y Verona y marchó sobre Roma. Majencio salió a luchar y fue destruido en el Puente Milvio, que llevaba la Vía Flaminia sobre el Tíber a la ciudad. La batalla fue una de la sucesión de victorias que en el año 324 hicieron a Constantino dueño de todo el Imperio Romano, pero es más famosa por su relación con su conversión al cristianismo, que resultaría ser uno de los acontecimientos más importantes de la historia mundial.
La historia, o un relato, de lo sucedido fue contada por Eusebio de Cesarea, un biblista e historiador cristiano que escribió la primera biografía de Constantino poco después de la muerte del emperador. Conocía bien a Constantino y dijo que tenía la historia del propio emperador. Constantino era un monoteísta pagano, devoto del dios solar Sol Invictus, el sol invicto. Sin embargo, antes de la batalla del Puente Milvio, él y su ejército vieron una cruz de luz en el cielo sobre el sol con palabras en griego que se traducen generalmente al latín como In hoc signo vinces («En este signo vencer»). Esa noche Constantino tuvo un sueño en el que Cristo le decía que debía usar la señal de la cruz contra sus enemigos. Quedó tan impresionado que hizo marcar el símbolo cristiano en los escudos de sus soldados y, cuando la batalla del Puente Milvio le dio una victoria aplastante, la atribuyó al dios de los cristianos.
Esta historia fue generalmente aceptada durante siglos, pero los historiadores actuales, que no creen en visiones y sueños proféticos, tienen serias dudas al respecto. El relato más antiguo de la batalla, que data del año 313 d.C., no menciona nada sobre una visión o un sueño. Dice que Majencio reunió a su ejército en la orilla del Tíber. Había cortado el propio puente, pero en caso de derrota podía retirarse a Roma a través de un puente provisional hecho de barcos. Sin embargo, cuando la caballería de Constantino cargó, los hombres de Majencio se vieron obligados a huir por el puente de barcas, que se derrumbó bajo ellos, y muchos se ahogaron, incluido el propio Majencio. Su cabeza fue cortada y llevada a la ciudad en una lanza por el triunfante Constantino y sus hombres.
Según otro relato temprano, escrito dos años después de la batalla por el autor cristiano Lactancio, que había estado en la corte de Constantino durante algún tiempo, el emperador tuvo un sueño en el que se le dijo que marcara «el signo celestial de Dios» en los escudos de sus soldados. Hizo lo que se le ordenó, hizo inscribir el signo, sea cual sea, en los escudos y atribuyó su victoria contra las adversidades al dios de los cristianos. En el año 315, el Senado dedicó un arco de triunfo en Roma a Constantino (puede que se construyera originalmente para Majencio), con una inscripción en la que se le alababa porque «con la instigación divina» él y su ejército habían conseguido la victoria. Se abstenía de decir qué dios había proporcionado la «instigación» y los ciudadanos podían atribuírselo a Sol Invictus o a la deidad cristiana o al dios que eligieran.
De lo que no cabe duda es de que Constantino se convirtió en un cristiano creyente que promovió enérgicamente el cristianismo sin tratar de imponerlo en las gargantas paganas. Diocleciano y Galerio habían perseguido salvajemente a los cristianos, pero en el 311 d.C. Galerio les había concedido libertad de culto. En el 313 d.C., el Edicto de Milán de Constantino proclamó que «a nadie se le debe negar la oportunidad de entregar su corazón a la observancia de la religión cristiana». Nombró a los cristianos como altos cargos y concedió a los sacerdotes cristianos los mismos privilegios que a los paganos. En el año 323, el cumpleaños de Sol Invictus, el 25 de diciembre, se había convertido en el cumpleaños de Cristo. El emperador se esforzó por limar los desacuerdos teológicos entre los cristianos y en el año 325 asistió personalmente al Concilio de Nicea, en el que se formuló la doctrina de la Trinidad. También construyó magníficas iglesias, como la de Santa Sofía en su capital, Bizancio, rebautizada como Constantinopla. Cuando murió, en el año 337, el cristianismo iba camino de convertirse en la religión estatal del Imperio Romano y Constantino se consideraba el decimotercer apóstol de Jesucristo.