Śmierć i sukcesja Konstantyn zmarł z przyczyn naturalnych 22 maja 337 w cesarskiej willi w Ancyronie niedaleko Nikomedii. Na kilka dni przed śmiercią przyjął chrzest z rąk ariańskiego biskupa Euzebiusza z Nikomedii. Po śmierci Konstantyna żołnierze ze straży umieścili jego ciało w złotej trumnie, przybrali ją w cesarską purpurę i przewieźli ją do Konstantynopola, gdzie została umieszczona w cesarskim pałacu. Kiedy do stolicy z Antiochii przybył drugi syn zmarłego cesarza, Konstancjusz, przejął on kontrolę nad uroczystościami pogrzebowymi i trumna cesarza została przeniesiona do niedawno ukończonego mauzoleum, gdzie rytuały kontynuowali duchowni chrześcijańscy. Mimo że Euzebiusz z Cezarei, który przekazał potomności szczegóły pogrzebu Konstantyna, opiewał uroczystości jako stricte chrześcijańskie w charakterze, to jego opis wskazuje, że ceremonie miały charakter mieszany z widocznymi wpływami pogańskimi spotykanymi przy pogrzebach wcześniejszych cesarzy rzymskich.