В начале IV в. именно здесь было образовано единственное в римскую эпоху епископство города Тунгры (современный Тонгерен). Диптихи называют первым предстоятелем этой кафедры Матерна (I–III вв., епископ Треверский). Впервые это епископство было упомянуто под 346 г. в связи с деятельностью епископа Серватия, который выступал как защитник православия и Афанасия Великого в споре с арианами.  Распад Западной Римской империи в V в. привёл к длительному упадку христианства в Бельгии. В конце V в. её территория вошла в состав Франкского государства. Между 359 и 533 гг. в диптихах Тунгрского епископства упоминается всего семь предстоятелей; исследователи полагают, что эта кафедра в течение нескольких лет пустовала, что, скорее всего, по мнению исследователей, было связано с разрушением Тунгры вандалами (после 406 г.); в последующие десятилетия Восточная Бельгия была захвачена рипуарскими франками. Но христианство на этих землях не исчезло, о чём свидетельствуют христианские эпитафии из окрестностей Тунгры. Здесь продолжала существовать община, хотя епископская кафедра была перенесена в город Моза-Траект (современный Маастрихт, Нидерланды). Новый этап был связан с обращением в христианство франкского короля Хлодвига (около 498 г.) и деятельностью св. Ремигия Реймсского, при котором было учреждено новое епископство в Торнаке (современный Турне); первым епископом стал св. Елевферий. К началу VII в. это епископство было объединено с кафедрой Новиомага (современный Нуайон). Фактически территория Западной Бельгии оказалась в сфере влияния епископства Камеракского (современный Камбре), а её юго-западная часть – в сфере учреждённого около 639 г. епископства Тарвены (современный Теруан). В VII–VIII вв. обращение в христианство населения бельгийских земель было осуществлено миссионерами, преимущественно из Аквитании, Ирландии и Британии. В 627 г. из Аквитании для проповеди христианства прибыл св. Аманд, прозванный позднее «апостолом Бельгии», который вместе со св. Баво Гентским основали на территории современной Фландрии несколько монастырей и церквей, в том числе аббатство Турне. В 640 гг. Аманд был поставлен епископом Моза-Траектским. В районе современного города Брюгге проповедовал св. Элигий, епископ Нуайонский. На западе Бельгии активную миссионерскую деятельность вёл выходец из Британии Виллиборд, епископ Утрехтский, а на востоке – епископ Маастрихтский Ламберт и епископ Льежский св. Губерт. В Восточной Бельгии распространению христианства способствовали представители королевского рода Пипинидов: святые Идуберга Нивельская и Гертруда Нивельская основали монастырь Невигелла (современный Нивель), св. Бегга – монастырь Анден. В период Каролингского возрождения основанные в VII–VIII вв. монастыри становятся центрами образованности. С монастырём в городе Лоб связаны имена поэта св. Эрминия (ум. в 737 г.) и агиографа Анзона Лоббского (ум. в 800 г.); биограф Карла Великого Эйнгард был настоятелем монастырей св. Петра и св. Баво в Генте, монастырь в Стабло получил европейскую известность благодаря скрипторию. При императорах Карле Великом и Людовике Благочестивом на территории Бельгии закрепилось то епархиальное деление, которое исторически сложилось в предшествующую эпоху; все три епископства подчинялись Реймсскому архиепископу. Христиан на юго-востоке страны окормлял архиепископ Трирский.