Император Диоклетиан из-за чрезвычайной стратегической важности освободил Херсонес от налогов и дал ему большие льготы. В это же время началась борьба старой греческой, римской и сарматской боспорской элиты с новой готско-аланской знатью. Боспорский царь Фофорс был сарматом, на его монетах рядом с изображением римского императора помещался его сарматский тамгообразный знак, как бы говоривший о независимости Боспорского царства от Римской империи. Власть готов на Боспоре особенно усилилась в конце III – начале IV века. Произошло объединение родоплеменной аристократии готов, алан и других племен, пришедших с готами на Боспор, с местной сарматской знатью. Основными занятиями правящей боспорской верхушки стали военные походы.
В 285 году римский император Диоклетиан разделил империю на четыре части. В 305 году он отрекся от власти, и в результате междоусобной борьбы власть получил Константин. В 330 году на берегу Боспорского пролива он основал «Новый Рим» – Константинополь, ставший столицей Восточной Римской империи, в 395 году полностью обособившейся от западной империи – Рима. После смерти императора Феодосия I в 395 году западной частью империи стал управлять Гонорий, а первым императором Восточной империи стал Аркадий. Империя, получившая название Византийской, включала в себя Балканский полуостров, Малую Азию, острова Эгейского моря, Сирию, Месопотамию, Палестину, Египет – юго-восточное Средиземноморье.
Херсонес находился в ведении непосредственно префектуры Востока, а впоследствии – Византийской империи, хотя первоначально не входил в ее состав. Восточная Римская империя, заинтересованная в удобном стратегическом расположении Херсонеса, являвшегося наблюдательным пунктом Византии в Северном Причерноморье, постоянно оказывала городу политическую и материальную помощь, в частности содержала его тысячный военный гарнизон. В середине IV века в результате двадцатилетних войн остготами было создано громадное государство, включавшее в себя Восточную Европу и Северное Причерноморье, королем которого стал остгот Германарих. К этому же времени относится деятельность готского епископа Ульфилы, получившего это звание в Константинополе. Им был создан готский алфавит, на котором он сделал перевод Библии.
Источниками зафиксирован конфликт группы готских племен во главе с Атанарихом и византийского императора Валента в 365–369 годах, завершившийся миром.
В 350 году в Предкавказье появились гунны, которые к 370 году подавили сопротивление местных сарматских племен аланов и через обмелевший Керченский пролив прорвались в Северный Крым, попутно уничтожив Боспорское царство. Археологические раскопки свидетельствуют о том, что в конце IV века на Керченском и Таманском полуостровах все поселения были полностью уничтожены, а крупные города сильно разрушены. На землях Боспорского царства появилось уже другое государство. Выйдя к Перекопу, гунны с вождем Баламбером появились в тылу войска готов, союзников алан, сосредоточившегося на Дону в ожидании гуннского вторжения. Остготы были разгромлены, и государство легендарного Германариха перестало существовать. Последней попыткой остготов вернуть независимость было сражение войска остготов во главе с вождем Винитарием с гуннами на нижнем Днепре в 375 году, закончившееся поражением остготов и гибелью их вождя. Северное Причерноморье стало принадлежать гуннам, в черноморских степях до 412 года находилась главная ставка гуннских вождей. У села Ново-Филиповка Мелитопольского района в «пещере колдуна» обнаружено погребение гуннского времени. Там найдены медные слитки, фрагменты медных сосудов, кузнечный инструмент, каменная наковальня, медная стружка, железные ручки котлов, стрела, зеркало. Аммиан Марцеллин писал: «Племя гуннов, о котором мало знают древние памятники… живет за Меотийскими болотами у Ледовитого океана и превосходит всякую меру дикости».
Часть остготов ушла к визиготам, часть – с гуннами дальше в Европу, часть – во владения Византийской империи. Большая часть готов через Керченский пролив прошла в горный Крым и присоединилась к крымским готам, жившим там со второй половины III века. Готы совместно с аланами по согласованию с византийцами расселились для защиты византийских владений и в окрестностях Херсонеса. При археологических раскопках у сел Скалистое и Лучистое обнаружены готское оружие и аланская керамика. Достоверно известно, что на осовремененном языке готов говорили в Крыму до XVII века. К концу IV века на Крымском полуострове больше не осталось греческих колоний-полисов, кроме Херсонеса. Греческие города-государства были разграблены неоднократными гото-гуннскими вторжениями.