Μία μέρα μετά το όραμα του Μεγάλου Κωνσταντίνου με το φλεγόμενο σταυρό που τον έπεισε να πολεμήσει υπό την προστασία του Θεού των Χριστιανών, ο στρατός του συγκρούεται με εκείνον του Μαξεντίου, σε γέφυρα του Τίβερη έξω από τη Ρώμη.
Μέλη της Ρωμαϊκής τετραρχίας, οι δύο αντίπαλοι ήταν οι τελευταίοι που είχαν επικρατήσει σε Δύση και Ανατολή. Η σύγκρουσή τους θα καθόριζε την μονοκρατορία, μεταξύ του Μαξεντίου που κατείχε τη Ρώμη ή του Κωνσταντίνου που κατείχε την Ανατολή.
Αντί να μείνει εντός των τειχών της Ρώμης και να αμυνθεί, ο Μαξέντιος διάλεξε να αντιμετωπίσει τον ικανό αντίπαλό του λίγο πιο έξω από την πόλη. Οι χρονογράφοι της εποχής δεν μας διαφωτίζουν για αυτή την απόφαση. Σε πολλές απεικονίσεις της μάχης στους μετέπειτα αιώνες, η πέτρινη γέφυρα της Μιλβίας εμφανίζεται μισογκρεμισμένη, σημάδι ίσως πως ο Μαξέντιος διέταξε την καταστροφή της. Αντί αυτής, έστρωσε μια ξύλινη πλωτή γέφυρα και αφού πέρασε απέναντι, περίμενε τον Κωνσταντίνο εκεί, στις όχθες του ποταμού. Η θέση που έλαβε ήταν μειονεκτική στρατηγικά αλλά ο Μαξέντιος φαίνεται να είχε σχέδιο να προσποιηθεί υποχώρηση και να καταστρέψει τη γέφυρα, τη στιγμή που ο όγκος του στρατού του Κωνσταντίνου θα τη διέσχιζε για να τον καταδιώξει.
Το σχέδιο έδειξε να εξελίσσεται ευνοϊκά. Οι δυνάμεις του Κωνσταντίνου επιτέθηκαν με ορμή, διασκόρπισαν το ιππικό του αντιπάλου τους και πίεσαν σταδιακά το πεζικό, που άρχισε να χάνει έδαφος. Σε κάποια στιγμή, οι άνδρες του Μαξεντίου “έσπασαν” και άρχισαν να τρέχουν προς τη γέφυρα. Προσπαθώντας να τους σταματήσει, ο Μαξέντιος έπεσε κι ο ίδιος στο ποτάμι και πνίγηκε.
Η υποχώρηση εξελίχθηκε σε άτακτη φυγή και καταστροφή, αφού η πρόχειρη γέφυρα κατέρρευσε και πολλοί πνίγηκαν. Την επομένη ο Κωνσταντίνος εισήλθε στη Ρώμη θριαμβευτής και στέφθηκε μοναδικός αυτοκράτορας. Το επόμενο έτος υπέγραψε το Έδικτο των Μεδιολάνων, που εφάρμοζε ανεξιθρησκεία τερματίζοντας τις θρησκευτικές διώξεις. Μια νέα εποχή χάραζε για την ρωμαϊκή αυτοκρατορία.
