Im weiteren Verlauf des 2. Jh. n. Chr. wurde das römische Reich von verschiedenen germanischen Stämmen bedroht. Aber auch innenpolitisch gab es unruhige Zeiten. Im Jahr nach der Ermordung von Commodus wurden vier Kaiser ausgerufen und es kam 193 bis 197 zu einem Bürgerkrieg, aus dem Septimius Severus schließlich als Sieger hervorging. Trier hielt in dieser Zeit zu Septimius Severus und wurde einem weiteren Gegenkaiser, Clodius Albinus, belagert. Septimius Severus konnte die Stadt aber schließlich befreien. Die Porta Nigra scheint aufgrund dieser Kämpfe nicht fertig gestellt worden zu sein und 1993 fand man einen Münzschatz, der offenbar in dieser Zeit vergraben wurde.

In der Folgezeit blühte Trier jedoch wieder auf, was sich unter anderem darin zeigt, dass viele Häuser und Villen ausgebaut und beispielsweise mit Mosaiken geschmückt wurden. Diese Blütezeit endete um etwa 260 n. Chr., als Postumus das Gallische Sonderreich gründete – mit Trier als Hauptstadt – und es zu einem neuen Bürgerkrieg kam. In diese Zeit fallen auch Einfälle der Alemannen, die unter anderem auch das Trierer Umland plünderten.

Unter der von Diokletian eingeführten Tetrarchie (Vier-Kaiser-Herrschaft) wurde Trier dann noch einmal zu einer der wichtigsten Städte im römischen Reich. Hier befand sich nun bis 402 n.Chr. der Sitz der Praefectura Galliarum, der obersten Verwaltungsbehörde des Westteils des Imperium Romanum und schon Diocletians Mit-Augustus Maximian wählte Trier zu einer seiner Residenzstädte und begann mit dem großangelegten Ausbau der Stadt. Unter ihm und seinen Nachfolgern Konstantius Chlorus und vor allem dessen Sohn Konstantin entstanden ein neuer Kaiserpalast (heute noch sichtbar ist die Palastaula) und die Kaiserthermen. Als sich Konstantin allerdings seiner neuen Hauptstadt Konstantinopel zuwandte, ließ er viele Bauten in Trier unvollendet. So werden die Thermen zum Beispiel nie fertiggestellt.

Trotzdem bleibt Trier auch in den nächsten Jahrzehnten noch Residenzstadt. Der Niedergang der Stadt begann mit der Verlegung der Praefectura Galliarum nach Arles und dem Abzug der Kaiserresidenz Anfang des 5. Jh. n. Chr. Nur als Bischofssitz behielt Trier seine Bedeutung. Um 480 fiel Trier endgültig an die Franken.

Die Bedeutung, die Triers im 4. Jahrhundert durch Kaiser und Verwaltung erhielt, zeigt sich auch in den vielen großen Villen, die im Umland der Stadt entstanden. Einige davon erreichen palastartige Ausmaße und können dem Kaiserhaus oder zumindest hohen Beamten zugeschrieben werden. Ein Beispiel ist die Villa in Konz.