Diocletianus – uralkodásának kemény munkával töltött húsz esztendeje alatt – nemcsak a hatalom legfelső szintjét alakította át. Átszervezései a birodalom szerkezetének, igazgatásának egészére kiterjedtek. Megnövelte a hadsereget – mintegy négyszázezer főre –, és négy nagyobb részre osztotta, a négy uralkodói udvarnak megfelelően. Ezek a határvédelem új koncepciója alapján további egységekre tagolódtak: a derékhadak a birodalom belsejében teljesítettek szolgálatot, míg a határok mentén kisebb és gyengébb csapatok helyezkedtek el.

A hadsereg fenntartását, amely a korábbi fél évszázad legsúlyosabb pénzügyi gondja volt, új adórendszer bevezetésével biztosította. Egyszerre akarta hatékonyabbá és igazságosabbá tenni az adózást, rendeletek garmadájával szabályozta, ki mikor miért és mennyit köteles fizetni, illetve beszolgáltatni – mert a természetben fizetett adók aránya a 3. század elejétől egyre nőtt a pénzbeli szolgáltatásokkal szemben.
Ezzel egyidejűleg megpróbálta megállítani a pénzromlást is, de hiába határozta meg rendeletileg a termékek megengedhető legmagasabb árát, illetve a fizetések összegét, ezen a téren igazi sikereket nem tudott elérni.

Átalakult a közigazgatás rendszere is: jellemző, hogy Itália különállása megszűnt, betagozódott a birodalom provinciái közé, amelyek száma az átszervezések, felosztások után százra emelkedett. A közigazgatás valamennyi szintjén nyüzsögtek a hivatalnokok: személyükben az állam az élet minden területén jelen volt; a városok elveszítették régi önkormányzatukat és önállóságukat, központi hivatalok alá rendelődtek. Diocletianus – az ókor egyik legnagyobb szervezője – nem teljesen járatlan utakon járt: szinte minden újításának megtalálhatjuk az előzményeit a korábbi császárok tevékenységében. De Diocletianus addig nem tapasztalt következetességgel ragaszkodott ahhoz a meggyőződéshez, hogy a szervezés, a rend, az ellenőrzés gyógyírt jelenthet minden bajra, illetve Augustus után neki sikerült ismét rendszert alkotnia: mert reformjaiból új, egységes állami berendezkedés alakult ki.

Az 1. században elindult egy vallási mozgalom, a kereszténység, amely Diocletianus korára, a 3. század végére kiterebélyesedett, komoly társadalmi tényezővé vált, és a birodalmi kormányzat számára megoldandó problémát jelentett. A római állam és a császárok jobbára nagylelkűek voltak a birodalomba bekerült vagy már ott kialakuló új vallásokkal. Az újonnan a birodalomhoz csatolt népek isteneit vagy az új kultuszokat, illetve vallási elképzeléseket általában megtűrték, esetleg csak Róma városában tiltották a gyakorlásukat, az állam csak nagyon ritkán lépett fel valamely isten híveivel szemben.

A keresztényeknek mégis, szinte első megjelenésüktől kezdve kisebb-nagyobb üldöztetéseket kellett elszenvedniük. Tacitus szerint Nero őket jelölte ki bűnbaknak Róma leégése után, és később is többször lettek szenvedő szereplői a cirkuszi játékoknak: „Christianos ad bestias” – „Vadállatok elé a keresztényekkel!” A keresztényekkel szembeni fellépés egyrészt a római állam valláspolitikájából, másrészt az új vallás jellegéből adódott. Az olyan vallásokban, amelyek titkos – vagy kevésbé titkos – szervezetek létrehozásával jártak, az államot gyengítő szerveződést láttak.

A kereszténység kezdetben zsidó vallási csoportként jelent meg, márpedig a zsidók az 1-2. században többször robbantottak ki – nem is csak Palesztina területét érintő – felkelést, ami elég volt ahhoz, hogy Róma a kereszténységben is belső ellenfelet lásson. Ráadásul a keresztények nagyban különböztek a többi vallási mozgalomtól, nemcsak határozott monoteizmusukkal, hanem kizárólagosságukkal is: élesen szemben álltak a birodalom más vallásaival és számtalan istenével.
A római állam számára a legnagyobb veszélyt a császárkultusz elutasítása jelentette, Jézus Krisztus követője ugyanis nem áldozhatott idegen isteneknek – amelyeket különben sem ismert el istennek –, tehát a meghalt császárok vagy élő személyek szobrai előtt sem. Márpedig az állam nem tűrhette, hogy ez az egyre növekvő csoport elutasítsa azt a szertartást, amely a Római Birodalom egységét volt hivatva kifejezni, hiszen a római császár saját személyében testesítette meg a soknyelvű, sokkultúrájú birodalom szilárd összetartozását.

Diocletianus alapos és az egész birodalomra kiterjedő rendeleteivel megpróbálta megszüntetni a kereszténykérdést: el kellett kobozni vagyonukat, börtönbe kellett vetni, sőt ki kellett végeztetni papjaikat, ha nem tagadják meg hitüket (ezt később az összes keresztényre kiterjesztette). Csakhogy a keresztényekkel szembeni szigorú fellépés a szándékkal ellenkező eredményre vezetett: nemhogy nem törölte el az új vallást, de egyenesen megerősítette: egyrészt feltárta tömegerejét – kiderül, milyen sokan vannak a követői –, másrészt a társadalom más rétegeiben is rokonszenvet keltett iránta.
A kereszténység megerősödött mártírjai révén, aminek jelentőségét Diocletianus utódja, Constantinus (Nagy Konstantin) császár (306-337) ismerte fel, és tíz évvel a nagy üldözések után, 313-ban kiadta az úgynevezett milánói türelmi edictumot. Ez a rendelet szabad vallásgyakorlást biztosított a keresztények számára.

Ahogy Diocletianus elszánt szembenállását meg tudjuk érteni, úgy Constantinus nagylelkű pártfogása is megmagyarázható: miután az üldözések nem számolták fel, csak megerősítették a kereszténységet, a császárnak új megoldást kellett keresnie, hiszen a megerősödött kereszténység és az állam közti ellentét még inkább veszélyeztetheti a társadalmi békét. Ugyanakkor ez a rohamosan erősödő vallási mozgalom éppen méretei miatt erősítheti is a birodalmat – ha támogatja a császárt.

A híres történet szerint Constantinus az egyik fontos csatája előtt jelenést látott: egy kereszt vagy Jézus monogramja fénylett fel az égen, egy görög felirat: „tutó nika” („Ezzel győzz!”) kíséretében. (Szállóigévé vált latin formájában: „In hoc signo vinces” – „E jelben győzni fogsz.”) És csakugyan, katonái ezt a jelet festve pajzsukra, másnap győzelmet is arattak. A történettudomány nem lát a császári szívekbe. Mindenesetre úgy tűnik, Constantinus hajlamos volt isteni erők támogatásához folyamodni (és ezt nyilvánosságra hozni) életének nehéz perceiben – néhány évvel korábban ugyanis Apolló jelent meg előtte.

Akárhogyan is, a kereszténység Constantinus alatt nemcsak engedélyezett, hanem a leginkább támogatott vallássá vált, amelyet a császár anyagilag és tekintélyével is segített, Constantinusnak nagy szerepe volt abban, hogy 325-ben Nicaeában összeült az első egyetemes zsinat. Ekkor és itt tanácskoztak először együtt a birodalom – a világ – Krisztust követő közösségeinek vezetői, akik a vitás vallási kérdésekben a még pogány pontifex maximusi címet viselő császár elnökletével döntöttek.

Constantinus tovább folytatta Diocletianus munkáját mind katonai, mind közigazgatási, mind gazdasági téren: elvetette ugyan a tetrarchia rendszerét – hosszú háborúkban számolta fel uralkodótársai hatalmát, hogy 324-ben újra egyetlen kézben, az övében összpontosuljon az uralom, de folytatta az állam hatalmának és ellenőrzésének minél teljesebb kiépítését.

Itália ekkor már nem volt a birodalom központja, Róma régóta nem főváros, Constantinus nagyszabású központosított államához új, fényes főváros illik: 331-ben megalapította a régi görög Büzantion helyén a pompás épületekkel ékes Constantinopolist – Konstantinápoly, Bizánc, Isztambul: sok neve lesz még a történelem során.