Una moneta di Valentiniano
Nel 364 d.C. vennero eletti imperatori Valentiniano (364 - 375 d.C.) per l'Occidente e suo fratello Valente (364 - 378 d.C.) per l'Oriente. Alla morte di Valentiniano, che governò dal 364 al 375 d.C., gli succedette Graziano, che rimase al potere dal 375 al 383 d.C.. L'imperatore Valente aveva permesso ai Visigoti, che erano minacciati alle loro spalle da una invasione di altri barbari, di stanziarsi in Tracia oltre il confine del Danubio. I Visigoti, tuttavia, per i continui maltrattamenti che ebbero a subire - gli episodi sono raccontati con dovizia di particolari ancora dal Gibbon, ibidem - marciarono su Costantinopoli. Le continue avvisaglie di rivolta avrebbero dovuto allarmare gli imperatori, ma la rivolta dei barbari li colse del tutto impreparati.
Soldato romano alla battaglia di Adrianopoli
Nel 378 d.C. ad Adrianopoli Valente, che per orgoglio o stolidità non aveva voluto attendere i rinforzi che gli stava portando Graziano, andò incontro ad una colossale disfatta - pari, per portata, al disastro di Canne, per dirlo con le parole di Ammiano Marcellino, che con questa disfatta chiude la sua opera storica - e trovò la morte: si sospetta che fosse suo il corpo carbonizzato ritrovato in un'abitazione poco distante dal campo di battaglia. Dunque Graziano (375 - 383 d.C.), che era rimasto solo, associò al trono Teodosio, che governò dal 378 al 395 d.C..
I Visigoti, ormai stanziati stabilmente oltre il Danubio, divennero foederati (alleati) dell'impero nel 382 d.C.. Graziano rinunciò, in nome della coerenza ai principi dettati dalla religione cristiana, alla carica di pontifex maximus, che spettava agli imperatori di Roma fin dallo stesso Ottaviano Augusto.
Nel 390 d.C. accadde un evento determinante per la futura storia della Chiesa cristiana: l'imperatore Teodosio ordinò l'eccidio dei cittadini di Tessalonica come rappresaglia perchè questi ultimi avevano ucciso il magister officiorum. In tutta risposta Ambrogio, vescovo di Milano, scomunicò l'imperatore e Teodosio, per essere riammesso ai sacramenti ed essere perdonato, dovette vietare i riti pagani in tutto l'impero ed il Cristianesimo divenne religione di stato: questa fu la prima volta che il potere imperiale doveva sottostare a quello ecclesiastico. L'anno successivo tutti i templi e gli altari pagani vennero chiusi (391 d.C.).
Solidus di Valentiniano II
Graziano e suo fratello Valentiniano II, l'imperatore bambino, vennero uccisi dall'usurpatore Eugenio, che godeva dell'appoggio del senato contro Teodosio. Teodosio, tuttavia, riuscì a fermare Eugenio, che venne massacrato con le sue truppe presso il fiume Frigido nel 394 d.C.. Nel 395 d.C. Teodosio, ormai stanco e malato, morì e l'impero venne suddiviso fra i suoi due figli Onorio ed Arcadio. Ad Onorio (395 - 423 d.C.) spettò l'Occidente, ad Arcadio (395 - 408 d.C.) toccò l'Oriente.