Bizantion Roma'nın Doğu'sunun yönetim merkezi olarak seçildi. Bu yeni konumu, kentin dünya kültürü ve siyaseti içindeki önemli rolünü de belirledi.

I. Constantinus (324-337), Romalı soyluları Bizantion'a çağırarak kentin Romalı nüfusunu artırdı. Yeni başkentin konumuna yakışır bir imar hamlesi başlatıldı. Limanlar ve su tesisleri yeniden düzenlendi. Kent içi su dağıtım sistemlerinin temelleri atıldı. Savunma için yeni bir sur yaptırıldı.

Septimus Severius'un başlattığı hipodrom inşaatı tamamlandı. 100 bin kişilik hipodromun genişliği 117, uzunluğu ise 480 metreydi. Hipodrom duvarlarının üzeri çok sayıda heykelle süslüydü. En önemlisi de at heykelleriydi. Kentin Latinler tarafından istila edilmesiyle bu at heykelleri Venedik'e, San Marco Meydanı'na taşındı. Hipodrom'daki (Sultanahmet Meydanı) imparatorluk sarayı (Sultanahmet Camisi'nin bulunduğu alan) ve anıtsal ibadethaneler, akropolis (Topkapı Sarayı'nın bulunduğu yer) yapıldı. Önceleri Nea (Yeni) Roma adı ile anılan kenti, I. Constantinus kendi adıyla özdeşleştirdi. 11 Mayıs 330 tarihinde kentin adı Constantinopolis olarak ilan edildi.

Önce Aya İrini, ardından 360 yılında da Ayasofya kiliselerini yaptıraran I. Constantinus, kenti Hırıstiyan dünyası için önemli bir merkez haline getirdi.