Захват Афин герулами в 267 году и готами в 396, ознаменовал приход новой, средневековой эпохи в Афины. Как раз в это время, после обращения Константина в христианство, произошло окончательное разделение Римской Империи на Западную и Восточную. Афины и вся Греция перешли под власть Восточной Римской Империи со столицей в городе Константинополь.

Этот период в жизни города называется Вторым Софистским, т.к. Афины вновь на короткий промежуток времени возродили свою былую славу и стали центром философской науки.

Среди знаменитых ученых философов того времени можно выделить Лонгина, Либания, Святого Георгия Богослова, а также двух римских императоров: стоика Марка Аврелия и Юлиана Отступника.

С окончательной победой христианства, которое стало официальной религией, и закрытием философских школ Афины окончательно утратили свою былую античную славу и превратились в провинциальный город Восточной Римской Империи.

Последней искрой сопротивления языческих Афин наступающему христианству стало недолгое правление Юлиана Отступника (361-363 года).

В конце 4 века император Феодосий распорядился снести все языческие храмы в империи. Однако к счастью решили, что Парфенон лучше переделать, чем сносить, и храм был переделан в собор Пресвятой Афинской Богоматери. Отделанную золотом и слоновой костью статую Афины Парфены решили перевезти в Константинополь, где она и потерялась.

В 529 году император Юстиниан завершил закрытие философских школ, начатое Феодосием. Это был последний удар по древнему языческому миру олимпийских богов. Город окончательно превратился в провинциальное захолустье на периферии Византийской Империи.

В это время Афины по-своему статусы были столь незначительны, что в административном плане подчинялись Фивам. Афины были центром довольно маленького епископата, намного меньше тех, которые располагались в Фессалониках и Коринфе. В 8 веке, уроженица Афин, девушка по имени Ирина, стала женой Византийского Императора Льва, и по факту единственной правительницей империи. Во время ее правления Афинам был предоставлен статус метрополии.

Лучшее описание Афин византийского периода принадлежит перу Михаила Хониата, выходца из Малой Азии и последнего городского епископа, который был назначен епископом в 1180 году. О своем назначении он писал как о ссылке в край варваров и мятежников, деградация которых составляет такой контраст с былой славой, что может войти в поговорку: «О город Афины, бывший оплотом мудрости, до каких глубин презрения к искусству ты опустился!!!!”

Епископ упрекал свою паству за непочтительную болтовню во время молитвы, шарканье ногами по полу собора в Парфеноне, и блуждание помыслов. Михаил писал, что за время жизни в Афинах он сам превратился в варваров. Земля Аттики все такая же чарующая с умеренным климатом и богатая плодами. Акрополь все тот же. Но люди стали грубы и невежественны, удел священника тяжек, окрестности Афин разоряются пиратами, а печальнее всего видеть, как Афины погрязли в дикости и невежестве. Возможно, Михаил и сгущал преднамеренно краски в своем описании. Известно, что он ездил в Константинополь просить о снижении налогов для Афин, и мог преднамеренно представить дела хуже, чем было на самом деле.

Управлять Афинами было нелегко. В 915 году афиняне до смерти забили одного высокопоставленного византийского чиновника на Акрополе. В 1040 году они приняли участие в греко-сербском восстании, которое было вызвано излишне прямолинейными действиями чиновника по имени Иоанн Сиротокормилец. Он был братом императора Михаила. Восстание было сурово подавлено.