君士坦丁大帝是歷史上第一位基督徒皇帝。他本來崇拜太陽神赫利俄斯，但在一場攻堅戰之前，他看到了異象，聽到了神的啟示，於是宣布自己皈依基督教。

基督教在羅馬帝國東部一直比西部興旺，君士坦丁正是在東方行省接觸到基督教的。在被軍隊立為皇帝后，他隨即捲入了艱苦的內戰。根據“教會歷史之父”優西比烏 （c.260-c.340）的記載，312年，在即將和馬克森提烏斯開戰的前一天下午，君士坦丁仰望天空，看到了一個燃燒的十字架，上書“見此符號，立即進攻”。第二天早晨，君士坦丁在夢中聽到聲音吩咐他，要在他的士兵盾牌上打上十字架標誌。

在進攻羅馬城的戰鬥中，君士坦丁在十字架引導下一馬當先，沖在最前面，而馬克森提烏斯鬼使神差地離開了羅馬堅固城牆的掩護，跨過台伯河衝殺出來，和君士坦丁的軍隊在米爾維亞橋上短兵相接，展開激戰，但很快便被擊敗，馬克森提烏斯及其士兵紛紛落入台伯河溺斃。馬克森提烏斯的父親馬克西緬因背叛君士坦丁，被俘後賜死。

米爾維亞橋之戰的勝利具有決定性意義，它使君士坦丁成為羅馬帝國西部的霸主。到313年，整個羅馬世界由兩個皇帝統治，西部由君士坦丁統治，東部則由李錫尼統治。君士坦丁奉基督教的神為自己和軍隊的保護神，並支持基督教在整個帝國傳播。隨後，君士坦丁大帝頒布了米蘭敕令，允許宗教信仰自由，使基督徒崇拜上帝合法化，他慷慨地賜金錢給教會，並參與教會的決策過程。

君士坦丁大帝雖然宣布自己皈依基督教，但直到公元 337年臨終前才接受洗禮。據說是因為他想用更多時間來贖罪。

君士坦丁在給予基督教大力支持的同時，也奠定了政教合一混合體制的基礎。在君士坦丁統治下，教會受到嚴格控制，成了國家機器的一部分，教會的教義、宗教活動、人事安排都必須聽命於君主。在一次宴會上，君士坦丁甚至向主教們宣布自己是教會之外的主教。他認為，上帝委託他對所有塵世的事務進行管轄，如果他沒有執行神聖的法律，幫助保持教會的和諧統一，上帝會懲罰他。因此，他積極干預教會事務，竭力幫助教會建立統一的組織。

君士坦丁於318年賜予主教在案件審理中與民事法官具有同樣的審判權，承認主教法庭的審判與民事法庭的宣判具有同樣的效力。於是，教會法庭被併入羅馬帝國的司法體制。321年他又頒布敕令允許任何公民將遺產贈給教會，從此教會取得了法人的正式權利。同年，又規定各城市居民均禁止在禮拜日工作。

君士坦丁利用教會協助恢復帝國行政管理系統，任命基督徒擔任政府官員，他將1800名主教分派到各行省，這些主教行使司法和宗教權，從而使“一種新的永久性的，始終受人尊敬，有時十分危險的神職官員便在教會和國家內產生了。”

君士坦丁多次召開主教會議調停教會內部各派的爭端以及教義的爭論，擔當了監督者和仲裁者的角色。325年他主持召開了尼西亞會議，親自製定並掌握會議進程，使持異議的各派主教達成了共識，確定了被所有基督教派接受的信經，即著名的“尼西亞信經”，正式確定了三位一體的教義，在基督教發展史上具有重大意義。這次會議標誌着基督教取代羅馬傳統宗教而成為在帝國起主導作用的宗教，同時也確定了國家對基督教會的控制權力。

330年君士坦丁正式將首都從羅馬遷往一個多神教和傳統影響較小、而基督教勢力強大的城市拜占廷。同時他還在在耶路撒冷、伯利恆及其他地方紛紛建起大教堂。前兩座一直保留至今。

君士坦丁在大力扶持基督教的同時，也剝奪了基督教會的獨立。他把個人的意識形態強加給教會，把教會作為政治統治的工具，這些都導致了後古典西方文明一直糾結的一系列問題，諸如世俗權威與精神權威的關係，國家和基督教會的關係等等。一方面，基督教作為國教使羅馬帝國第一次有了一個強大的統一思想和精神支柱，有助於緩和社會矛盾，防止發生動亂，最終有利於專制君主的統治。但另一方面，教會得到國家慷慨的物質捐贈和各項特權，使傳教活動得以順利開展，同時也意味着獨立性的喪失和對國家某種程度的依賴。

君士坦丁皈依基督教帶來了羅馬帝國的基督教化，改造了羅馬文明，對整個人類文明的發展具有重要意義，其影響一直延續至今。受此鼓舞，明、清兩代入華的天主教傳教士都想走上層路線，進北京尋找“中國的君士坦丁大帝”。他們以為只要皇帝皈依基督教，一聲令下，全國臣民便會信主。於是，他們竭力向皇帝傳福音，剛開始效果似乎還不錯，康熙帝還寫了《基督死》和《生命之寶》兩首詩，說明他對福音已有相當領會。但他是否真成為基督徒了？生命是否真正改變了？恐怕要打一個問號。而他後來下令禁止傳教說明他根本不可能成為“中國的君士坦丁大帝”。