thumb|right|200px|Interior de la cúpula de Santa Sofía de Constantinopla (532-537) thumb|right|200px|Interior de la cúpula de San Vitale, una cúpula octogonal sobre tambor aligerado con amplias ventanas, que será modelo de muchas iglesias occidentales. (los frescos son barrocos del finales del ) thumb|right|200px|La cúpula de la roca en Jerusalén (erigida en 688-692, ampliada en la década de 820 y restaurada muchas veces), fue un ejemplo para muchas iglesias cristianas después del regreso de los cruzados. thumb|right|200px|Cúpula con muquarnas de la Sala de los Abencerrajes
Las primeras cúpulas de la Edad Media, particularmente en aquellas entonces recientemente bajo control bizantino, fueron una continuación de la arquitectura romana anterior. La Edad Media se inició con una gran construcción del emperador Justiniano I, Santa Sofía de Constantinopla (532-537), la catedral con mayor superficie del mundo durante casi mil años. Erigida por Antemio de Tralles e Isidoro de Mileto, tenía una gran cúpula de de altura y de diámetro, sostenida por cuatro arcos reforzados mediante contrafuertes y semicúpulas que desviaban los empujes, que será una de las grandes cúpulas de todos los tiempos. o la de San Vitale en Ravena. La arquitectura de las iglesias cupuladas de Italia desde los siglos al siguió a la de las provincias bizantinas y, aunque esa influencia disminuyó bajo Carlomagno, continuó en Venecia, en la Italia meridional y en Sicilia. La capilla Palatina de Carlomagno es una notable excepción, ya que se basó en los modelos bizantinos de Rávena y Constantinopla. La Cúpula de la Roca, un santuario religioso musulmán omeya construido en Jerusalén, fue diseñada de manera similar a los cercanos martyria bizantinos e iglesias cristianas. Las cúpulas también se construyeron en el mundo árabe como parte de los palacios musulmanes, en los salones del trono, en pabellones y baños, y elementos combinados de la arquitectura bizantina y persa, usando pechinas y trompas. Se debate el origen del tipo de cúpula de arcos cruzados, pero el primer ejemplo conocido es del en la gran mezquita de Córdoba. En Egipto, las cúpulas con un perfil en forma de «quilla» fueron características de la arquitectura fatimí. El uso de trompas se generalizó en el mundo islámico en los siglos y . Las cúpulas bulbosas se usaron para cubrir grandes edificios en Siria después del , tras un renacimiento arquitectónico allí, y la forma actual del domo de la Cúpula de la Roca probablemente date de esa época.
La arquitectura de las iglesias románicas cristianas, especialmente las del Sacro Imperio Romano, prefirió la planta longitudinal y en ella las cúpula aparecen solo interiormente, en el crucero, generalmente octogonales sobre trompas y sin manifestarse al exterior, ocultas dentro de torres, una disposición que comienza alrededor de 1050. Un ejemplo es la iglesia de San Michele Maggiore en Pavía, Italia.
Las cúpulas sobre pechinas, aparentemente basadas en modelos bizantinos, aparecen primero en Venecia, en la basílica de San Marcos (1063-1072) de Venecia, con sus cinco cúpulas sobre pechinas inspiradas en la iglesia bizantina de los Santos Apóstoles. Se difunden luego en la región de Aquitania en Francia después del comienzo de las Cruzadas en 1095, aparentemente basadas en modelos bizantinos, como en la iglesia de la abadía de Fontevrault, donde fue enterrado Ricardo Corazón de León. Los Caballeros Templarios construyeron una serie de iglesias de planta centralizada por toda Europa, inspiradas en la iglesia del Santo Sepulcro, siendo la Cúpula de la Roca en su sede del monte del Templo también una influencia. Se construyeron característica cúpulas sobre pechinas en España durante la Reconquista. También se construyeron cúpulas cristianas de arcos cruzados similares a las de la Gran Mezquita de Córdoba anterior, como en la iglesia del Santo Sepulcro en Torres del Río. Las cúpulas góticas son poco comunes debido al uso de bóvedas de arista sobre las naves, y a que los cruceros de las iglesias generalmente se cubrieron con altos campanarios, pero hay ejemplos de pequeñas cúpulas octogonales en los cruceros en catedrales, como el estilo desarrollado desde el románico. La cúpula octogonal de la catedral de Florencia, que se considera el inicio del Renacimiento, fue el resultado de los planes de ampliación de esa iglesia del , parte de los esfuerzos en Toscana por construir cúpulas con perfiles externos expuestos.
El tipo de cúpula de muqarnas puede haberse originado en el Irak del califato abasí como conchas de ladrillo individuales en grandes células similares a las trompas, pero fue popular en el norte de África y en España con patrones celulares más intrincados en estuco sobre una carcasa interna de madera. Dos ejemplos sobresalientes del palacio árabe de la Alhambra en Granada, España, son la sala de los Abencerrajes del y la sala de las dos Hermanas. En el Egipto del , los mamelucos comenzaron a construir cúpulas de piedra, en lugar de las de ladrillos, para las tumbas de los sultanes y de emires y construirán cientos de ellas en los siguientes dos siglos y medio. Externamente, sus estructuras de soporte se distinguen por los ángulos achaflanados o escalonados y por las ventanas redondas en una disposición triangular. Se utilizaron una variedad de formas para la cúpula en sí, incluidas las de forma de bulbo, conopiales y de quilla, e incluyeron patrones tallados en espirales, zigzags y diseños florales. Los minaretes bulbosos de Egipto se difundieron por Siria en el e influirían en el uso de las cúpulas bulbosas en la arquitectura del noroeste de Europa, ya que los peregrinos las asociaban con Tierra Santa. En los Países Bajos del noroeste de Europa, en el , se hicieron populares las agujas de varios pisos con cúpulas bulbosas truncadas que sostienen cúpulas o coronas más pequeñas.
El edificio de la iglesia medieval en la Europa católica prefirió el edificio longitudinal (con arco de arco o bóveda de cañón) al central y le dio a la arquitectura de la cúpula, aparte de algunos edificios en el suroeste de Francia (Catedral de Périgueux, iglesia de la abadía de Souillac y otros), solo ciertas posibilidades de desarrollo sobre el crucero. Sin embargo, el edificio central con cúpula permaneció igual que el Baptisterio, las réplicas de la iglesia del Santo Sepulcro en Jerusalén y en casos especiales como la capilla del Palatinado en Aquisgrán y sus sucesores. Los edificios con cúpula más importantes de la Edad Media fueron los baptisterios Parma (1196-1270), de Cremona (de 1176) y de Florencia (siglos XI/XII, con de diámetro, la cúpula más grande de la Edad Media), todos edificios de planta poligonal. El baptisterio de Pisa (desde 1152) estaba cubierto con una bóveda cónica (originalmente con una tapa abierta), una forma especial. Las iglesias bizantinas con cúpulas cruzadas continúan la tradición de la bóveda abovedada, que se refleja en San Marco en Venecia, de donde aparentemente surgieron sugerencias para las iglesias con cúpulas del Périgord (Périgueux, Angoulême, etc.).
Temprana Edad Media Áreas post-romanas
thumb|200px|El mausoleo de Teodorico thumb|Mezquita de Zeyrek, antiguo monasterio pantocrático en Estambul, iglesia funeraria de los emperadores bizantinos y después de Santa Sofía, el edificio religioso más grande construido por ellos que aún existe en la ciudad. iglesia cruciforme que consta de cuatro iglesias conectadas por un porche: iglesia del Cristo Pantocrator, la capilla imperial y la iglesia Theotokos Eleousa. thumb|Monasterio de Gračanica: ejemplo de iglesia bizantina de cinco cúpulas:además de la cúpula central, hay cuatro cúpulas flanqueantes en las esquinas sobre la naos rectangular (). Aunque la cronología es incierta para algunos ejemplos, las cúpulas continuaron construyéndose en Italia a lo largo de la Edad Media. La construcción de cúpulas parece haberse detenido en la ciudad de Roma a mediados del , pero hay docenas de ejemplos italianos fuera de Roma de los siglos siguientes. Continuando desde la antigüedad tardía, se construyeron cúpulas a principios de la Edad Media. sobre edificios centralizados como baptisterios y martyria. Algunos de los baptisterios cupulados construidos en el en Italia son el baptisterio de Albenga y los de Canosa di Puglia y de Nocera Superiore. Otros ejemplos del uso de cúpulas aparecen en el santuario de San Prosdocimo en la abadía de Santa Giustina en Padua (), la basílica de San Leucio en Canosa (), la basílica de San Salvatore en Spoleto (desde finales del ) y la de la Chiesa di Sant'Ilario a Port'Aurea de Benevento (a más tardar en el ).
Diecisiete años después de la destitución del último emperador romano de Occidente, Teodorico el Grande será el rey ostrogodo de Italia. Sus proyectos de construcción continuaron en gran medida las convenciones arquitectónicas existentes. Su baptisterio Arriano en Rávena (ca. 500), por ejemplo, se hace eco del baptisterio neoniano construido antes. Ambos baptisterios son edificios octogonales con cubiertas piramidales que ocultan las cúpulas interiores. El mausoleo de Teodorico, sin embargo, fue ya entendido por los contemporáneos como una obra notable. Iniciado en 520, la cúpula de de ancho sobre el mausoleo fue tallada en una sola losa de piedra caliza de 440 toneladas y fue colocada en algún momento entre 522 y 526. La forma de platillo de la cúpula monolítica, que se estima en más de de piedra de Istria, puede haber sido elegida para evitar grietas radiales. Se cree que los doce soportes tallados como parte externa del domo se utilizarían para maniobrar la pieza y colocarla en su lugar. La elección de grandes bloques de piedra caliza para la estructura es importante ya que el material de construcción más común en Occidente en ese momento era el ladrillo. Es probable que artesanos extranjeros fueran llevados a Ravena para construir la estructura, posiblemente de Siria, donde se utilizaba tal cantería en edificios contemporáneos.
El área de Siria y de Palestina tiene una larga tradición de arquitectura doméstica, incluidas las cúpulas de madera en formas descritas como "conoide", o similares a los conos/copas de un pino. Cuando las fuerzas árabes musulmanas conquistaron la región, emplearon a los artesanos locales para sus edificios y, a finales del , la cúpula comenzó a convertirse en un símbolo arquitectónico del mismo Islam. La rapidez de esta adopción probablemente se vio favorecida por las tradiciones religiosas árabes, que son anteriores al islam, de ambas estructuras cupuladas para cubrir los lugares de enterramiento de los antepasados y del uso de una tabernáculo carpado redondo, con una cúpula hecha de cuero rojo, para albergar a los ídolos. Las primeras versiones de cúpulas bulbosas se pueden ver en ilustraciones de mosaicos en Siria que datan del período omeya. Se utilizaron para cubrir grandes edificios en Siria después del .
Califato Omeya thumb|right|200px|La cúpula de la roca en Jerusalén