Теперь Константин царствовал как единственный император на Востоке и на Западе и в 325 году председательствовал на Соборе в Никее. В следующем году его старший сын Крисп был изгнан в Полу и там предан смертной казни по обвинению, выдвинутому против него Фаустой. Вскоре после этого Константин вроде бы убедился в его невиновности и приказал казнить Фаусту. Истинный характер обстоятельств этого дела остается тайной.
В 326 году Константин решился перенести место пребывания правительства из Рима на Восток, и уже к концу года был заложен первый камень в основание Константинополя. Константин подумывал по меньшей мере еще о двух местах для устройства новой столицы: Сердике (ныне София) и Трое, — прежде чем его выбор окончательно пал на Византий. Вероятно, этот шаг был связан с его решением сделать христианство официальной религией империи. Рим, естественно, являлся оплотом язычества, за которое с горячей преданностью цеплялось сенатское большинство. Константин не хотел искоренять это чувство открытым насилием и поэтому принял решение основать новую столицу для империи собственного творения. Он объявил, что место для столицы явилось ему во сне; торжественная церемония открытия совершалась христианскими духовными лицами 11 мая 330 года, когда город был посвящен Блаженной Деве (по другой версии — богине счастливой судьбы Тихе).
В 332 году Константина попросили оказать помощь сарматам в борьбе против готов, над которыми его сын и одержал крупную победу. Спустя два года, когда 300 тысяч сарматов расселились на территории империи, на Дунае снова вспыхнула война. В 335 году восстание на Кипре дало Константину предлог для казни молодого Лициния. В том же году он разделил империю между своими тремя сыновьями и двумя племянниками — Далмацием и Аннибалианом. Последний получил вассальное царство Понт и, в пику персидским правителям, титул царя царей, тогда как другие правили как цезари в своих провинциях. При этом Константин остался верховным правителем. И наконец, в 337 году Шапур II, персидский царь, заявил свои претензии на провинции, завоеванные Диоклетианом, — и вспыхнула война. Константин готов был лично возглавить свою армию, но заболел и после безуспешного лечения ваннами скончался в Анкироне, пригороде Никомедии, 22 мая, незадолго до кончины приняв христианское крещение из рук Евсевия. Он был похоронен в церкви Апостолов в Константинополе.
У Стэнли говорится, что Константин получил право называться «Великим» скорее в силу своих дел, чем того, каким он был; и верно, что его интеллектуальные и моральные качества не были настолько высоки, чтобы обеспечить ему этот титул. Его претензия на величие в основном зиждется на том, что он предвидел будущее, ожидающее христианство, и решился извлечь из него пользу для своей империи, а также на достижениях, завершивших труд, начатый Аврелианом и Диоклетианом, благодаря которым квазиконституционная монархия, или «принципат», Августа преобразовался в голый абсолютизм, иногда называемый «доминатом». Нет причин сомневаться в искренности перехода Константина в христианство, хотя мы не можем приписывать ему страстную набожность, коей наделяет его Евсевий, а также не можем принять за истинные те истории, что ходят вокруг его имени. Моральные предписания новой религии не могли не оказать влияния на его жизнь, и он дал своим сыновьям христианское образование. Однако по мотивам политической целесообразности Константин отложил полное признание христианства как государственной религии до тех пор, пока не стал единственным правителем империи, хотя он не только обеспечил терпимое к нему отношение сразу же после победы над Максенцием, но уже в 313 г. выступил на его защиту от оппозиционного течения донатистов и в следующем году председательствовал на совете в Арелате. Рядом актов он освободил Католическую церковь и священнослужителей от налогов и даровал им разнообразные привилегии, которые не распространялись на еретиков, и постепенно выявилось отношение императора к язычеству: его можно было бы назвать презрительной терпимостью. С высоты признанной государством религии оно скатилось до простого суеверия. В то же время разрешалось отправлять языческие обряды, за исключением тех мест, где их считали подрывающими моральные устои, и даже в последние годы правления Константина мы находим законы в пользу местных жрецов — фламенов и их коллегий