181年-284年间，随着叛乱事件增加，军队的力量不断增强，从而威胁到皇帝的施政。50年内有26位军人篡位，历史将这些篡位者称为“军人皇帝”，也称为三十僭主。这一时期也被称为三世纪危机时期。

塞维鲁王朝（181年～205年）灭亡后，政局混乱，在西方形成了包括高卢、西班牙和不列颠在内的高卢帝国（259年～273年），在东方产生了地处叙利亚和美索不达米亚之间的帕尔米拉帝国（262年～272年）。奴隶和隶农起义遍及意大利和行省。

公元284年，戴克里先（284年-305年在位）取得了帝国政权，最终把这个混乱局面收拾过来。他把皇帝的权力、以及整个帝国一分为四，分别由两位正帝（奥古斯都）及两位副帝（凯撒）共同治理，使罗马帝国得到暂时的安定，称之为多米那特制（也叫四帝共治制）。当时除了他以外，他把另一个正帝的位置给了马克西米安，让他统治帝国的西部，而自己则成为东部的正帝。其中最高的统治者是戴克里先。这也被认为是罗马帝国分裂的渊源。另一方面，虽然他一人的成功，但对基督教的迫害失败，使他死后再次引来混乱。

306年他的儿子君士坦丁一世做皇帝，重新统一帝国，废除四帝共治制。虽然同样强力执行专制，但却选择和基督教势力妥协，并于西元313年公布米兰敕令，将基督教定为国教;与此同时，将国都迁往东部拜占庭，并改国都名为君士坦丁堡（今土耳其伊斯坦堡）。

337年，君士坦丁一世死后，争夺帝位的斗争重新开始。 他的三个儿子和两个侄子分治帝国。狄奥多西一世（379年～395年在位）当政时一度恢复统一，但他死后，帝国分裂为两部分：西罗马帝国（首都梅蒂奥拉努，今米兰）和东罗马帝国（首都君士坦丁堡）。

西罗马帝国接连不断发生人民起义和外族入侵。高卢的巴高达运动，北非的阿哥尼斯特运动动摇了帝国的政权。378年西哥特人大败罗马军队，410年攻占罗马城，418年在高卢西南部建立西哥特王国。汪达尔人于439年在北非建立汪达尔-阿兰王国。匈奴人452年侵入意大利，在高卢东南部，457年出现了勃艮第王国。476年9月，日耳曼人雇佣军长官奥多亚克废黜最后一个西罗马帝国皇帝罗慕卢斯·奥古斯图卢斯，西罗马帝国灭亡。东罗马帝国于1453年为奥斯曼帝国所灭。