В эпоху раннего христианства продолжилось развитие достижений древнеримского наследия. Если основным типом христианского храма в IV–V вв. была базилика, то купольные центрические постройки использовались для мавзолеев, мартириев и баптистериев. Получили распространение развитые композиции в виде ротонд с внутренней колоннадой и круговым обходом (мавзолей Санта-Констанца в Риме, 324–326 гг.; и баптистерий в Ночера-Супериоре, IV в.). Аналогично строение восьмигранного Латеранского баптистерия в Риме (315, 432–440 гг.). Крестообразный мавзолей Галлы Плацидии в Равенне (425 г.) перекрыт глухим парусным куполом на четырёхгранном барабане. Простые октагональные в плане баптистерии в Равенне (Баптистерий православных, 400–450 гг.; Баптистерий ариан, VI в.) перекрыты восьмилотковыми сомкнутыми сводами. В Баптистерии православных лотки свода опираются на арки на колонках в углах октагона. Сложную структуру с четырьмя лепестками колонных экседр имеет тетраконх церкви Сан-Лоренцо в Милане (355–372 гг.). Конструкция завершалась восьмигранным куполом на ступенчатых тромпах (купол обрушился в 1574 г. и заменён новым). Аналогичную композицию тетраконха, вписанного в ротонду (диаметр 36 м), которая, в свою очередь, была вписана в квадратный объём, имел храм в Босре (512 г.) в Сирии; другой сирийский храм, в Изре (515 г.), построен по более простой схеме: октагон под яйцевидным куполом большой стреловидности и с круговым обходом помещён внутри квадратного объёма. Купол часто мог подменяться шатром: впрочем, исследователям не всегда ясно, какую форму имело завершение храма, если оно было деревянным. Так, центральный октагон на средокрестье четырёх базилик в грандиозном комплексе Калъат-Симъан в Сирии (V в.) был перекрыт куполом или шатром; первоначальное завершение ротонды Гроба Господня в Иерусалиме реконструируют по-разному: в виде сферического купола или шатра. Уже на рубеже IV и V вв. начались поиски соединения купольного центрического и продольного объёмов. Первой попыткой такого соединения стал «купольный зал», где купол помещается посередине прямоугольного зала с апсидой (храм в Мариальба-де-ла-Рибера, Испания, конец IV в.). Появляются и более крупные структуры – так называемые купольные базилики (церковь святой Фёклы в Мериамлыке, V в., не сохранилась; здесь купол или шатёр был устроен над восточной частью среднего нефа, а вместо пары колонн – столбы). Византийская архитектура эпохи императора Юстиниана I Великого стала триумфом темы купольных построек, развивавшихся по нескольким направлениям. С одной стороны, продолжал существовать тип центрического здания с центральным подкупольным пространством и круговым обходом, как церковь святых Сергия и Вакха в Константинополе (527–536 гг. или после 537 г.). Это – октагон с двухъярусным круговым обходом. На необычном ребристом куполе прямые лотки чередуются с вогнутыми, повторяя контуры октагона с экседрами и прямыми колоннадами.