Zwischen dem 4. und 5. Jahrhundert wurden die Zeiten im Trierer Land unruhiger. Während der Völkerwanderung drangen Scharen von Germanenstämme, von Norden kommend unaufhaltsam ins Reich ein und auf der rechtsrheinischen Seite bedrohten die Hunnen (und die vor ihnen fliehenden Vandalen) die noch sichere Westgrenze. Diese gefährliche Situation machte den Kaisersitzt in Trier zu unsicher und der römische Kaiserhof samt Verwaltung floh nach Mailand. Unter Kaiser Valentinian II war Trier letztmalig im Zeitraum von 388-392 Kaiserresidenz. Um die Jahre 400 erlebt das römische Reich die erste Untergangsstimmung. Vandalen und Hunnen überrennen die Westgrenze und fallen in Gallien ein. Im Jahr 407 erreichten und stürmten die Alemannen Trier. Die mittlerweile arg geschrumpfte Bevölkerung sah sich nicht mehr in der Lage die Stadt mit Ihren Stadtmauern zu verteidigen und floh ins Amphitheater. Dort verschanzten sie sich und verteidigten sie sich erfolgreich mit der Igelstrategie. Alleine von 410 bis 430 wurde Trier viermal von Franken und Alemannen erobert und geplündert. Aber jedesmal konnten die restlichen Römer die Stadt nochmal zurückerobern. Auch als im Jahr 451 Trier von den Hunnen eingenommen wurde, konnten die Römern die Stadt wieder befreien. Doch als im Jahr 455 die Franken erneut in Trier einfallen, zerfiel die städtische Struktur endgültig. Das einst mächtige Augusta Treverorum lag in Schutt und Asche.
Nachdem im Jahre 476 der letzte römische Kaiser, Romulus abgesetzt wurde, wurden die Merowinger zu den Herren des Trierer Landes und Trier wurde um 490 offiziell in das Merowingerreich einbezogen.