Никомедии, искалечив по пути всех государственных лошадей на многочисленных дорожных постах. Когда Галерий узнал об этом, он пришёл в ярость, но уже не мог ничего поделать. С невероятной быстротой Константин добрался до Британии и застал отца при смерти. Тот успел только представить его воинам и передать власть из рук в руки.
Галерий должен был признать свершившееся и даровал Константину титул цезаря. В завязавшейся затем междоусобной войне Константин поначалу не участвовал, но явно был на стороне врага Галерия Максимиана. В 307 году он женился на дочери Максимиана Фаусте и принял из рук тестя звание августа, которое Галерий после своего поражения вынужден был за ним признать. Открыто он взялся за оружие только в 312 году, когда ему объявил войну правивший в Италии Максенций. Но коль скоро война началась, он действовал стремительно и решительно. Пока Максенций собирал силы, армия Константина уже перевалила через Альпы и вторглась в Италию. Под Турином Константин нанёс своему врагу первое поражение, после чего вся Северная Италия признала его власть. Под Вероной была разбита вторая армия. Решительное сражение произошло у Красных Скал в девяти милях от столицы. После упорного боя воины Максенция обратились в бегство, а сам он при переправе через Тибр упал в воду и утонул. Вступив в Рим, Константин велел казнить двух сыновей свергнутого императора и позаботился о совершенном истреблении его рода. Но когда некоторые римляне потребовали казни всех приверженцев Максенция, Константин решительно воспротивился такой жестокости и объявил всеобщую амнистию. Справедливость была одним из главных его достоинств. По свидетельству Аврелия Виктора, Константин всем своим врагам оставил почёт и имущество и принял их в число друзей.
Пробыв недолгое время в Риме, Константин отправился в Медиолан и здесь издал знаменитый эдикт, положивший конец гонениям на христиан. В нём, в частности, говорилось: «Руководствуясь здравым и правым смыслом, мы объявляем следующее наше решение: никому не запрещается свободно избирать и соблюдать христианскую веру и каждому даруется свобода обратить свою мысль к той вере, которая, по его мнению, ему подходит… Отныне всякий, свободно и просто выбравший христианскую веру, может соблюдать её без каких бы то ни было помех…» Даровав свободу вероисповедания своим подданным, сам Константин ещё несколько лет жил в двоеверии. Он всё более деятельно поддерживал христиан и продолжал приносить жертвы старым богам; давал большие деньги на восстановление христианских церквей и не менее щедро поддерживал языческие храмы; превозносил Христа и благоволил к Аполлону. Но в последующие годы почитатели старины и древнего римского духа с болью и гневом убедились, что император постепенно склоняется к новой религии. Он отказался участвовать в публичном молебствовании в честь Юпитера Капитолийского и запретил ставить свои изображения в храмах, а потом и вовсе перестал посещать их. Епископы и проповедники нового учёния приглашались к императорскому столу и назначались воспитателями его детей. В чертогах дворца Константин устроил род церкви, где молился вместе со всем своим двором. Евсевий пишет, что император проводил целые ночи без сна за изучением Священного Писания и сочинением проповедей. Затем, собрав слушателей, он вставал с поникшим лицом и тихим голосом, весьма благоговейно, толковал им божественное учение. Если потом слушатели награждали его одобрительными криками, то он давал им знак возводить очи на небо и своим удивлением, своими благоговейными похвалами чествовать одного Бога. Разделяя речи на части, он то обличал заблуждения многобожия, то говорил о единовластвующем Божестве и вслед за тем рассуждал о всеобщем и частном промысле. Даже на золотых монетах он повелел изображать себя со взорами, обращёнными вверх, в виде молящегося. В походах Константин возил за собой сделанную наподобие церкви палатку. Позже каждый легион стал иметь такую походную церковь и получил священников и диаконов.
Государственные дела также требовали его постоянного внимания. После смерти всех остальных августов римский мир оказался поделён между Константином и Лицинием, и соперничество между ними было неминуемо. В 324 году Лициний стянул все свои силы к Адрианополю. Константин переправил свои легионы через Гебр и атаковал неприятеля. Потеряв до тридцати тысяч только убитыми, Лициний отступил в Византий. Вскоре после этого Крисп, сын Константина, разгромил в Геллеспонте флот Лициния. Лициний переправился в Халкедон на малоазийское побережье и здесь в короткий срок собрал новую армию. Она была разбита неподалёку от Никомедии. После этого продолжение войны стало бессмысленным. Через свою жену Лициний обратился к Константину с просьбой о мире. Он отрёкся от власти и был сослан в Фессалоники. Через год его казнили, обвинив в изменнической переписке с варварами. Римская империя вновь объединилась под властью одного императора.
Боевые действия против Лициния имели ещё одно важное последствие. Проведя достаточно много времени под Византием, Константин не раз имел возможность оценить и как воин, и как государственный человек бесподобное положение этого города, а также то, как хорошо он оберегаем самой природой от неприятельских нападений и вместе с тем открыт для торговых сношений. Именно здесь император решил основать свою главную резиденцию Новый Рим (Константинополь), которую предполагал сделать второй столицей империи. Строительство началось, видимо, в 325 году, а пять лет спустя город был уже освящён.
Последние четырнадцать лет правления Константина прошли в относительном покое, и он имел больше досуга заняться государственными и религиозными делами. Церковные распри особенно занимали его. Все восточные христиане разделились в то время на сторонников православия и на последователей арианского учёния. Сначала Константин не вмешивался в споры прелатов, а только призывал их прекратить гибельные для христианства раздоры. Но увидев, по словам Созомена, что споры громче голоса примиряющего, Константин решился созвать Вселенский собор и всем представителям церкви предписал в 325 году явиться к определённому дню в Никею. Так как Константину угодно было участвовать в совете епископов, то все они были призваны во дворец. В своей речи император сказал, что желал бы видеть всех епископов единомысленными и согласными во мнениях, ибо считал возмущения в Божьей церкви самым тягостным злом. Вслед за тем священники начали рассуждать о догмате. Константин спокойно и незлобиво выслушивал слова той и другой стороны и присоединился к тем, которые говорили хорошо. Арианское учение было объявлено еретическим. Это событие имело очень большое значение для дальнейшей истории христианства.
В описаниях современников личность Константина представлена очень неоднозначно. Сочинители церковных историй заполнили страницы своих книг восхвалениями в его честь, но писавшие тогда же языческие историки не были так ослеплены. Они отметили, что в последние годы правления императора стали проявляться не свойственные ему раньше нетерпимость, деспотизм и жестокость. По словам Евтропия, благоприятный исход всех его начинаний сильно повредил душе Константина: он начал преследовать своих родственников и друзей, карая и казня их без видимой причины. Таким образом, если в начальное время своего правления он мог бы быть уподоблен лучшим правителям, то в последующем — скорее посредственным. Безграничное честолюбие всегда было одной из главных его страстей. Добившись наконец своей заветной цели и став владыкой мира, Константин окружил себя азиатской пышностью и опозорил свою старость безумным и неслыханным мотовством. Он одевался и вёл себя как восточный деспот: носил крашеные фальшивые волосы, длинные, пёстрые шёлковые одеяния, украшал себя множеством драгоценных камней, ожерельев и браслетов. Если прежде Константин не терпел клеветников и доносчиков, то теперь стал настолько подозрительным, что в особом эдикте поощрил их обещанием наград и отличий. Старший сын Крисп, отмеченный многими достоинствами и очень популярный в народе, вскоре стал вызывать в императоре чувство опасения, которое переросло в тайную ненависть. В 326 году Константин велел схватить Криспа и после скорого суда казнить. Многие приписывали гибель Криспа коварству его мачехи Фаусты, которая будто бы обвинила пасынка в покушении на её честь и целомудрие. Неизвестно, раскаялся ли позже Константин в своём проступке или же раскрыл козни жены, но он покарал её так же сурово, как и сына: по одной версии, императрица задохнулась в бане, специально натопленной до такой степени, что в ней невозможно было дышать, а по другой — Константин сам столкнул её в ванну с кипятком.
Незадолго до смерти Константин провёл удачную войну против готов и сарматов. В начале 337 года больной император отправился в Еленополис пользоваться ваннами. Но, почувствовав ухудшение, он велел перевести себя в Никомедию и здесь на смертном одре крестился. По словам Гиббона, влияние этого императора как на своё, так и на последующее время было огромно и многогранно. Он начал проводить новую политику, построил новую столицу и поддержал новую религию. Он вновь поднял величие римского имени и внушил страх соседям. Современники называли его восстановителем государства, а многие даже
