Powierzchnia miasta chroniona murami wynosiła wtedy 1400 hektarów. W połowie V w. Konstantynopol liczył około 300–400 tysięcy mieszkańców i był już największym miastem śródziemnomorskiego świata. Kolejnym znaczącym etapem rozwoju miasta było panowanie cesarza Justyniana I, który po zniszczeniach w trakcie powstania Nika podjął zakrojoną na szeroką skalę akcję budowlaną. W 537 roku ukończył budowę nowego założenia kościoła Mądrości Bożej. Oprócz Hagii Sophii wybudował i odnowił 32 inne kościoły, w tym znany kościół św. Sergiusza i Bachusa. W ten sposób miasto stało się jednym z ważniejszych ośrodków religijnych chrześcijańskiego świata.

Dynamikę rozwojową Konstantynopol stracił w VII wieku z powodu osłabienia cesarstwa i zmian demograficznych. Tendencja ta odwróciła się w IX-XI w., gdy miał miejsce okres ponownego rozkwitu cesarstwa za panowania dynastii macedońskiej, której najwybitniejszym przedstawicielem był cesarz Bazyli II Bułgarobójca. Znane fundacje w mieście z tego okresu to między innymi Nea Ekklesia oraz Klasztor Peribleptu. Pod koniec istnienia cesarstwa miasto wyludniło się i nie liczyło więcej niż 50 tys.