君士坦提乌斯去世后，罗马帝国的权力格局变得复杂。伽列里乌斯指派李锡尼接任西部奥古斯都，而马克西米安之子马克森提乌斯则受到部分军队的拥护，塞维鲁斯和代亚被指定为两个恺撒。此外，已退位的马克西米安也卷入了这场权力斗争。君士坦丁、李锡尼、马克森提乌斯、塞维鲁斯和代亚五人之间展开了激烈的竞争，争夺奥古斯都之位。
为了在斗争中争取盟友，君士坦丁在307年抛弃了自己的结发妻子米涅尔维娜，转而与马克西米安的女儿法乌斯塔成婚。这一婚姻不仅巩固了他与马克西米安的关系，也为他赢得了更多的支持。307年，驻节于米兰的塞维鲁斯因军队哗变被杀。310年，马克西米安趁君士坦丁在外时在南高卢起兵对抗他，但最终被君士坦丁率军在马赛围歼，战败后被处决（一说是被迫自裁）。
311年4月，伽列里乌斯颁布了一份容忍基督徒的敕令，终结了对基督徒的大规模迫害。几天之后，伽列里乌斯在萨瓦河畔的西尔米乌姆（今塞尔维亚斯雷姆斯卡-米特罗维察）病逝。伽列里乌斯的死使局面发生了变化，君士坦丁、李锡尼和代亚得以分享帝国的最高权力，而马克森提乌斯则自称“罗马皇子”，与君士坦丁有“杀父之仇”。
得知伽列里乌斯的死讯后，君士坦丁立即开始备战。在出兵进攻马克森提乌斯之前，他利用李锡尼忙于与代亚对抗、无力收复意大利的时机，同李锡尼达成联合协议。为保障这份协议的有效性，君士坦丁将异母妹君士坦提娅嫁给李锡尼。在稳固了外交基础后，君士坦丁于311年秋出发前往科尔马（Colmar），在该地过冬并制定计划、准备给养。据称，君士坦丁的部队由八千名骑兵和约九万名步兵组成，由他亲自指挥大军，在312年夏初率部出征。
君士坦丁从塞尼山口（Mont-Cenis）翻越阿尔卑斯山后，袭取了苏萨（Susa），并拒绝部下进行掠夺的要求，声称他们是解放者而非征服者。在都灵城外，君士坦丁的精锐部队击退了马克森提乌斯麾下的重骑兵，在市民的接应下顺利夺取了该城。随后，米兰、布雷西亚（Brescia）与维罗纳（Verona）相继被占领。
君士坦丁继续向东，抵达了阿奎莱亚（Aquileia），之后转向南方，经拉文纳（Ravenna）与摩德纳（Modena）向罗马进军。312年10月28日，君士坦丁率军与马克森提乌斯交战于罗马城东北方向七、八英里处的萨克萨卢布拉（Saxa Rubra，即“红岩石”）。
传说在这一战之前或这一战之中，君士坦丁经历了他一生中最着名的一次神迹。他声称大约在正午时分，太阳开始西沉时，他亲眼见到天空之上出现光芒四射的十字符号，位于太阳之上，上面还写着铭文“以此征服”（In Hoc Signo Vinces）。见到这一景象的君士坦丁和他所有的士兵一同呆立。在这个明确的上帝指引之下，君士坦丁击溃了马克森提乌斯的部队，将其一路赶向南方，赶到台伯河向西急转弯的地方以及位于此处的旧米尔维安桥。
在这座格外狭窄的桥边，马克森提乌斯建造了一架浮桥，他可以通过浮桥有序撤退，并迅速将其拆毁以避免追击。当溃兵蜂拥而上时，桥梁的建筑工匠过早地撤走了桥上的加固件，使浮桥突然崩塌，数百人落入湍急的水流。没能过桥的人只能逃向旧米尔维安桥，却因桥身太窄而被撞死或践踏而死，更多的人则被同伴挤落河中。马克森提乌斯本人也落水溺亡。他的尸体之后被冲到了岸上，首级被挑在长枪上，在君士坦丁于次日胜利进入罗马时被挑在队伍的前方。此后，马克森提乌斯的首级被送到北非，以警告他的支持者。
米尔维安大桥战役的胜利，使君士坦丁成了从大西洋到亚得里亚海，从哈德良长城到阿特拉斯山的欧洲土地的统治者。312年底，罗马元老院宣布君士坦丁为“至高奥古斯都”。
四、米兰敕令
313年1月，君士坦丁约李锡尼在米兰相会。两位奥古斯都的这次会晤旨在解决三个主要问题：意大利的未来、宗教宽容问题，以及如何处置第三位奥古斯都代亚。这些问题不仅关系到帝国的稳定，也直接影响到君士坦丁和李锡尼各自的统治地位。
首先，关于意大利的未来。理论上，帝国的这一部分应当归属李锡尼统治，但君士坦丁在收复意大利时，李锡尼并没有出一兵一卒援助。因此，君士坦丁不太可能期待李锡尼会将这片土地拱手让给他。经过协商，李锡尼最终接受了君士坦丁控制其征服地域的要求，从而避免了潜在的冲突。
其次，宗教宽容问题是此次会谈的重点之一。特别是基督徒在帝国中的地位问题。帝国应当实施统一的宗教政策，但更年长的李锡尼并不像君士坦丁那样积极支持基督教。尽管如此，双方还是达成了某种妥协。君士坦丁希望通过宗教宽容来巩固自己的统治，而李锡尼则需要保持帝国的稳定。因此，两人同意共同发布一项宣言，即“米兰声明”（参见词条米兰敕令），确认伽列里乌斯此前承认基督教在帝国全境内的法律地位。
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