I Konstantin, Liciniusu məğlub edərək Roma İmperatorluğunu birləşdirdi, Şotlandiyadan Qırmızı dənizə, Mərakeşdən Dəclə çayına qədər uzanan böyük bir imperatorluğun yeganə hökmdarı oldu. IV əsrin şərtlərinə görə, imperatorluğun sərvəti Şərqdən Misir və Kiçik Asiya vasitəsilə həyata keçirilən ticarətə əsaslanırdı. Bu səbəbdən, əfsanəyə görə e.ə. 667-ci ildə kral Bizas (Byzas) tərəfindən qurulan Bizantion (Byzantion) (Romalılar tərəfindən Latınlaşdırılan Byzantium) şəhərinin varlı şərq əyalətlərinə hakim olan misilsiz mövqeyi I Konstantinin diqqətini cəlb etmişdir. Byzantium, Pontus Euxinusa (Qara dəniz) və Asiyadan keçən ticarət yollarının çoxuna nəzarət edə biləcək strateji bir mövqedə yerləşirdi.

Böyük Konstantinin Byzantium üçün vacib planları var idi. Roma İmperiyasının birliyini hələ təzə bərpa etmişdi və bu birliyin davamlı olması üçün islahatların keçirilməsini vacib hesab edir və xristian kilsəsinin yayılmasını təşviq edirdi. Konstantin, Romanın artıq bir çox səbəbə görə paytaxt ola bilməyəcəyinin fərqində idi. Roma, imperatorluğun şərq sərhəd əyalətlərindən uzaqda idi və buna görə də ordu və inzibati institutlar arasında daima boşluq mövcud olurdu. Şəhər müntəzəm olaraq daşqınlar və malyariya nəticəsində məhv olurdu. Roma min ildən artıq bir müddətdə imperatorluğun paytaxtı olmuşdu, lakin Konstantinə görə paytaxtı dəyişdirmə vaxtı çatmışdı.

İmperatorluğun köhnəlmiş institutları və idarəetmə sistemi ilə Romadan idarə oluna bilməyəcəyini başa düşən I Konstantin 324-cü ildə Byzantium şəhərini yeni paytaxt kimi müəyyənləşdirilmişdir. Altı illik planlaşdırma işlərindən sonra, şəhər 330-cu il mayın 11-də rəsmi olaraq Roma İmperiyasının yeni paytaxtı elan edildi. Şəhərə "Yeni Roma" mənasını verən Nova Roma adını verən I Konstantin, Senatı və digər bütün inzibati institutları imperatorluğun yeni inzibati mərkəzi olacaq Nova Romaya köçürdü.

I Konstantin yeni paytaxtı üçün tarixin ən böyük şəhərsalma planlarından birini hazırladı. Bizim eranın 330-dan 337-ə qədər olan yeddi illik dövrdə şəhər tam bir inşaat sahəsinə çevrilmişdir; Çox sayda dini bina, yeni yollar və su boruları tikilmişdir. Bu gün Sultanəhməddə “At Meydanı” olaraq bilinən yerdə yerləşən Hippodromos (Sultanəhməd meydanı), Konstantin dövründə böyüdülmüş və bugünkü ölçüsünə çatmışdır. 100.000 nəfərin əyləşə biləcəyi ölçüdə inşa edilmiş Hippodromos tribunalarına məxsus hissələr İstanbul Arxeologiya Muzeyində mühafizə edilir və Spinadakı sütunlardan üçü (Tutmosis Sütunu, Burmalı Sütun və Trikotaj Sütunu) hələ də ayaqdadır.

Şəhəri əhatə edən Septimius Severus müdafiə divarlarını dağıtdıraraq ozy adını daşıyan yeni istehkam və qüllələr sistemi yaradan I Konstantin şəxsən yeni paytaxtın planını çəkmişdir. Bu gün də İstanbul şəhərinin divarların daxilində olan hissəsi, əsasən bu plana sadiq bir şəkildə formalaşdırılmışdır.

İlk dövrlərdən bəri yeni paytaxtın tarixçiləri şəhəri qurucusunun adına uyğun olaraq Konstantin şəhəri; Konstantinopol (Yunanca: Κωνσταντινούπολις və ya Κωνσταντίνου Πόλις) adlandırmağa başladılar. Tarixi müddətdə “Nova Roma” adı çox istifadə edilməmiş və imperatorun ölümündən sonra (337), “ikinci qurucusunun” adını daşıyan şəhər Konstantinopol adını alır, bu söz də Konstantin şəhəri deməkdir.

Konstantinopol paytaxt olduğu dövrdə köhnə ərazi sərhədlərindən sürətlə aşıb qərbə doğru yayılmağa başladı. Romanın işğalı və çöküşü ilə onu əvəzləyən Konstantinopol, 330 ilə 395-ci illər arasında Roma imperiyasının paytaxtı oldu. Daha sonra 395-ci ildə ikiyə ayrılan Roma İmperatorluğunun varisi olan dövlətin – Şərqi Roma İmperiyasının 1453-cü ildəki süqutuna qədər və ondan sonra da Osmanlı imperiyasının paytaxtı olmuşdur. Şəhər təxminən on altı əsr boyunca mütəmadi olaraq müvafiq ardıcıllığa uyğun formada Roma, Bizans, Latın və sonra yenidən Bizansın və ən sonda Osmanlı imperatorluqlarının paytaxtı olmağa davam etmişdir.