La conquista romana del 263 a.C., agli inizi della prima guerra punica, aprì per Catania un periodo di circa sette secoli durante il quale essa accrebbe notevolmente la sua importanza e il suo prestigio, fino al punto che nel IV secolo d.C. il poeta gallico Ausonio associandola a Siracusa la collocò tra i primi centri dell’impero romano.
Catania rimase città decumana, cioè soggetta al versamento di una quota di un decimo dei prodotti del suo territorio, per quasi due secoli dopo la sistemazione della provincia di Sicilia da parte del proconsole M. Valerio Levino intorno al 210 a.C..
Un deciso miglioramento nella sua condizione si registrò quando, un quindicennio dopo aver sconfitto nell’isola Sesto Pompeo, nel 21 a.C. Augusto la innalzò al rango di colonia romana, forse per suggerimento del suo principale collaboratore M. Vipsanio Agrippa, grande proprietario terriero nella zona.
La decisione imperiale comportò un incremento nel numero degli abitanti di Catania determinato dall’immissione nel corpo cittadino di nuclei di veterani, e comportò ancora un notevole ampliamento del territorio della città grazie all’acquisizione della fertile piana a sud del Simeto, precedentemente controllata da Leontini.
Tutto ciò, sommato ai vari privilegi connessi con lo status coloniale, favorì la crescita economica di Catania durante l’epoca imperiale.
Subito agli anni dell’istituzione della colonia, quand’era necessario dare un’impronta romana alla città, è da ricondurre la sistemazione dell’area forense intorno all’attuale cortile S. Pantaleone; allo stesso periodo inoltre sembra risalire una decisa azione di riordinamento del tessuto viario della città. Sulla base di recenti scavi condotti in via Crociferi e di una carta manoscritta del Cinquecento, la rete stradale della colonia risulta in qualche modo rintracciabile in quella odierna della zona che ruota intorno alla via Vittorio Emanuele nel tratto compreso tra la piazza Duomo e la via Plebiscito; nei secoli dell’impero comunque il tracciato augusteo fornì le direttrici per l’espansione dell’area urbana in particolare verso sud, dove verrà anche edificato il circo per le corse dei carri. Il limite nord della città imperiale fu invece rappresentato dall’anfiteatro: costruito nel II secolo d.C. l’edificio nella sua grandiosità può ritenersi il coronamento del processo di accumulazione di ricchezze iniziatosi a Catania con l’elevazione al rango di colonia. Esso, inoltre, considerato insieme agli altri luoghi di spettacolo della città come il teatro e l’odeon, ai numerosi complessi termali o all’efficientissimo sistema di approvvigionamento idrico, è significativo dell’alto livello della qualità della vita che dovette caratterizzare Catania durante l’età imperiale.
Non è possibile al momento definire esattamente i tempi e i modi dell’introduzione e dell’affermazione del Cristianesimo a Catania, anche se si può pensare che qui non pochi fossero i fedeli della nuova religione alla metà del III secolo d.C. quando, durante la persecuzione dell’imperatore Decio, la tradizione data il martirio di Agata, la patrona della città.
Notizie più sicure sulla Catania cristiana si hanno invece a partire dal IV secolo d.C. grazie ad un consistente nucleo di iscrizioni ed agli scavi condotti in aree sacre o cimiteriali.
Nei decenni centrali del V secolo d.C., le incursioni dei Vandali interessarono la città arrecandole certamente notevoli danni: i grandi monumenti romani, d’altronde, non vennero tenuti in gran conto neppure durante il dominio gotico in Sicilia se Teodorico, signore dell’isola tra il 491 e il 526 d.C., concesse agli abitanti di Catania di servirsi degli squadrati blocchi di pietra lavica dell’anfiteatro per le loro costruzioni.
Presa da Belisario nel 535 d.C. nel corso della guerra greco-gotica, la città fece parte dell’impero bizantino per tre secoli: a questo periodo, di cui siamo principalmente informati attraverso le fonti scritte, risalgono alcuni edifici di culto localizzati sia nella città sia nel circondario.
Dopo che gli Arabi misero piede in Sicilia nell’827 d.C., conquistarono rapidamente anche Catania, ma in città non sono sopravvissute tracce significative del loro passaggio. Alla metà del XII secolo, comunque, quando Catania era da poco meno di un secolo normanna, il geografo Al-Idrisi non poté fare a meno di ricordarne le non poche moschee ancora attive.