君士坦丁三个儿子之间的斗争再次破坏了帝国的统一和完整，君士坦提乌斯、君士坦斯和君士坦丁三兄弟把这个庞大帝国划为三部分：君士坦提乌斯占有色雷斯和东方地区;君士坦斯领有意大利、阿非利加及西伊里里康;而长兄君士坦丁则拥有新首都。经过三年的频繁内战，除去了一个奥古斯都——君士坦丁，他在340年3月对他兄弟君士坦斯的战斗中阵亡。长时间的内战大大消耗了帝国的力量，罗马各之间的斗争终于引发了罗马和波斯之间的大规模混战，这场混战使得一个已经在亚美尼亚统治了56年的基督教王国全被毁灭。

　　350年2月，君士坦斯死在野心家麦克南提乌斯之手，于是帝国西部一度为这位跋扈军人和维庭尼俄所分割。353年，在维庭尼俄被废和麦克南提乌斯败死后，君士坦提乌斯成为整个帝国真正的皇帝。他把君士坦丁大帝的两个侄子哥尔斯及朱理安先后封为恺撒。后来哥尔斯受到他的猜疑，于354年被处死，朱理安则于361年继承皇位。

　　曾经接受过哲学教育，并在一系列对日耳曼游牧民族的战争中显示出军事才能的天才人物朱理安登上了皇位。如果他生在其他的时代，定能对这个帝国进行一番改革的。少年时代的苦难生活使他对于基督和君士坦提乌斯这样的名字以及奴隶和宗教的意义难以忘怀，可是当他20岁的时候，毫不犹豫地抛弃了基督教，并转而奉异教。

　　朱理安的继位使基督教徒感到害怕和愤慨。他吸取了历史的教训，在深思熟虑之后，决定给予罗马帝国全体居民信仰自由的平等权利，对于基督徒还有一些限制，但仅限于取消他们用偶像崇拜和异教徒的罪名来惩罚信徒并加以迫害的权利。

　　为了重建和改革古老的宗教制度，朱理安试图去破坏基督教。他向受到迫害的犹太人伸出了援助之手，请求教会允许他去圣城耶路撒冷敬献感恩誓言，后来因为一种阻挠(他认为这种阻挠来自神意)，他才没有重建圣殿。他剥夺了亚历山大大主教乔治的权力，因为这位大主教曾残忍地迫害和欺骗他统辖教区里的无辜教民，这位在英格兰因迷信而被人们尊为圣乔治(豪侠行为和高尚品德的保护者)的卑鄙主教，终于被亚历山大愤怒的群众杀死。

　　具有哲学头脑的朱理安对戴克里先效法波斯式君主制的做法深感不满，他拒绝接受主上或皇上之类的头衔，而试图恢复古罗马共和国政府的朴素政体。在与波斯人的一次作战中，他受了致命伤，此后他向士兵发表了一席具有哲学特征的演说。在这次演说中，他谈到了关于灵魂本质的形而上学问题，讲完之后这位非凡的人物便于363年6月26日死去，年仅32岁，实际在位仅两年。

　　朱理安死后，他的侍从官朱维安经军队口头推举，被定为皇位的合法继承人，但他后来和波斯人签订的一项屈辱和约却激起了帝国各阶层普遍的抱怨和愤慨，在这个屈辱和约签订后不到九个月，这位新皇帝便于364年2月17日死去了。经历了10天没有皇帝的日子之后，帝国的行政和军事当局才在俾斯尼亚的尼开亚郑重地推选法伦庭尼为帝国新皇帝。

　　这位新奥古斯都和他的弟弟法伦斯把这个庞大的帝国分为两部分，整个罗马帝国便分为了东罗马帝国和西罗马帝国。东部从多瑙河下游直到波斯边境由法伦斯统治，而法伦庭尼则拥有帝国其余的领土——从希腊的最边端到喀利多尼亚城堡，再从这个城堡直到亚特拉斯山下。在375年法伦庭尼死去之前，这种情况都没有改变。尽管在这段时期内，东方爆发了以普罗科皮乌斯为首的叛变，并几乎取得成功。法伦庭尼死后，西罗马帝国的领土被他的两个儿子格拉提安和法伦庭尼二世瓜分。

　　法伦庭尼在位期间，值得一提的重大事件是阻止了高卢人阿里曼尼的侵略;击退了勃艮第人和萨克逊人的入侵;打败辟克特人与苏格兰人从而恢复了不列颠;并命大将西奥多西收复了阿非利加行省;另外还通过外交途径，与已经在帝国边境上屯兵准备入侵的哥特人达成了和解。

　　在三位皇帝的统治期内，罗马帝国逐渐开始感到野蛮民族西迁所带来的巨大压力。376年，哥特人因为受到来自中国草原的匈奴人的攻击，向法伦斯求救，法伦斯让他们渡过多瑙河，进入罗马帝国的领土。可是这批哥特人却以德报怨，竟联合匈奴人的力量进攻帝国，378年他们在哈德里阿那堡击败并杀死了法伦斯。

　　为了从野蛮民族的铁蹄下拯救出东罗马帝国的几个省份，格拉提安任命他父亲手下一位大将的儿子西奥多西为东罗马帝国的皇帝，事实证明这是一个英明的决定，西奥多西取得了成功，为奥古斯都的称号增光添彩。他稳扎稳打、，在分散了哥特人的兵力之后迅速击败了他们，并迫使他们投降。可是由于格拉提安在讨伐不列颠叛变的马克西麦斯的战斗中战死，西奥多西不得不暂时抛开对蛮族的战争，转而讨伐反叛者。

　　在击败格拉提安不久之后，马克西麦斯不久又妄想废掉西罗马帝国另一位皇帝法伦庭尼二世，自己登基做皇帝。可是由于西奥多西支持法伦庭尼二世，马克西麦斯的阴谋没有成功。在战场上失败之后，他于388年6月在阿揆雷亚附近被处死。392年5月，法伦庭尼二世被法兰克人阿波格斯特斯杀害，而尤金尼乌斯的短期，结束了帝国的内战。西奥多西统治帝国时期，在许多领域进行了多项卓有成效的改革，他死于395年1月17日。

　　西奥多西死后，他的两个儿子阿卡第乌斯和昂纳里斯分别继承了东西罗马帝国的皇位。即使西奥多西那样的贤明统治者，也阻止不了整个帝国衰落的趋势，此时，这一趋势更加明显。罗马人的生活愈来愈奢侈和放荡，野蛮民族的经常性掠夺使罗马的工业难以发展并消耗了帝国的大量财富，这时人们自然会形成“今朝有酒今朝醉”的享乐思想，他们心中只有悲观绝望的念头。那个时代无孔不入的腐化和堕落也大大影响了罗马军团的战斗力，步兵丢下了他们的盔甲和盾牌，惊惶失措地迎击哥特人的骑兵和蛮族的利箭，面对那些不穿盔甲、手不持盾、再也不配称为罗马人的罗马军队，入侵的敌人当然轻而易举地取得了胜利。没有斗志、失去战斗力的军团彻底放弃了他们自己和国家的防线，军队的腐化堕落可以说是罗马帝国崩溃的直接原因。