Между тем прежнему единодушию императоров довольно скоро пришел конец. После смерти всех остальных августов римский мир оказался поделен между Константином и Лицинием, и соперничество между ними было неминуемо. Мир сохранялся около девяти лет, в течение которых Константин, мудро действуя как правитель, укреплял свое положение, тогда как Лициний (возобновивший гонения на христиан в 312 году) постоянно терял свои позиции.
Начало вражде, как можно предположить, положил Лициний. Вскоре после прихода к власти Константин возвел в цезари своего полководца Бассиана и выдал за него замуж свою сестру Анастасию. Но вскоре оказалось, что Бассиан замешан в заговоре против Константина. Следствие показало, что нити заговора тянулись на восток к Лицинию. Оба императора создали мощные армии. Весной 323 года Лициний, войска которого имели численное превосходство, объявил войну. Первое сражение произошло в Паннонии у города Цибалиса. Упорный бой продолжался с утра до позднего вечера. Наконец Константину удалось на правом фланге потеснить легионы Лициния. Тот отступил в свой лагерь, а ночью поспешно бежал на другой берег Сабы и разрушил за собой мосты. Вторая битва развернулась во Фракии и была еще более упорной, чем первая. Лициний опять отступил – на этот раз в Македонию. Потери его были столь велики, что он вынужден был просить мира. Константин согласился на прекращение войны, однако отобрал у своего соперника Паннонию, Далмацию, Дакию, Македонию и Грецию. Некоторое время спустя оба августа договорились о провозглашении трех новых цезарей. Ими стали сыновья Константина – Крисп и Константин II, а также Лициний II, сын Лициния.
Соперники понимали, что заключенный мир – только отсрочка, и напряженно готовились к новой войне. В 324 году борьба возобновилась. Лициний стянул все свои силы к Адрианополю. Константин переправил свои легионы через Гебр и атаковал неприятеля. Потеряв до тридцати тысяч только убитыми, Лициний отступил в Византий. Вскоре после этого Крисп, сын Константина, разгромил в Геллеспонте флот Лициния. Лициний переправился в Халкедон на малоазийское побережье и здесь в короткий срок собрал новую армию. Она была разбита неподалеку от Никомедии. После этого продолжение войны стало бессмысленным. Через свою жену Лициний обратился к Константину с просьбой о мире. Он отрекся от власти и был сослан в Фессалоники. Через год его казнили, обвинив в изменнической переписке с варварами. Римская империя вновь объединилась под властью одного императора.
Боевые действия против Лициния имели еще одно важное последствие. Константин вознамерился перенести столицу из Рима. Проведя достаточно много времени под Византием, Константин не раз имел возможность оценить и как воин, и как государственный человек уникальное положение этого города, а также то, как хорошо он защищен самой природой от неприятельских нападений и вместе с тем открыт для торговли. Именно здесь император решил основать свою главную резиденцию – Новый Рим, которую предполагал сделать второй столицей Империи. Правда, прежде чем его выбор пал на Византий, Константин подумывал по меньшей мере еще о двух местах для устройства новой столицы: Сердике (ныне София) и Трое. Вероятно, этот шаг был связан с его решением сделать христианство официальной религией Империи. Рим, естественно, являлся оплотом язычества, за которое с горячей преданностью цеплялось сенатское большинство. Константин не хотел искоренять это чувство открытым насилием и поэтому принял решение основать новую столицу для Империи. Он объявил, что место для столицы явилось ему во сне. Строительство началось, по-видимому, в 325 году, а торжественная церемония открытия совершалось христианскими духовными лицами уже 11 мая 330 года, когда город был посвящен Блаженной Деве (по другой версии – богине счастливой судьбы Тихе).
Расширив прежний Византий, Константин обнес его огромными стенами. Так как для населения большого города прежних жителей было недостаточно, то император повелел строить по предместьям основательные дома и отдавал их во владение знаменитым людям, вызывая их частью из Рима, а частью из других мест. Он украсил город ипподромом, водохранилищами, портиками и новыми зданиями. Наконец Константин учредил здесь сенат и предоставил ему такие же права, какие имел римский. Стремительное возникновение большого и прекрасного города можно было бы считать одним из великих деяний Константина, если бы не была известна цена, заплаченная за это. Для исполнения своей прихоти император обобрал и ограбил всю Империю. Только на сооружение городских стен, крытых колоннад и водопроводов было израсходовано 60 тысяч фунтов золота. Для того чтобы собрать необходимые средства, Константин обложил тяжелейшими налогами всех своих подданных. Даже сенаторы обязаны были платить определенную подать. Но Константин добился своего – созданный им город (после его смерти он получил название Константинополь) быстро развился, расцвел и в короткий срок затмил старую столицу.