W 438 r. Rawenna została podniesiona do rangi stolicy arcybiskupiej. Jej arcybiskupi przez całe średniowiecze odgrywali ważną rolę, zachowując niemal książęce znaczenie.
Od 476 do 493 r. była stolicą pierwszego na półwyspie apenińskim „barbarzyńskiego” państwa Odoakra. W czasie trzyletniego oblężenia (od 490) przez Ostrogotów uległa znacznym zniszczeniom. Zwycięski Teodoryk uczynił ją stolicą swego królestwa, obejmującego całą Italię. W 540 r. miasto zdobył bizantyjski wódz Belizariusz, biorąc jednocześnie do niewoli króla Witigesa. Rozległe jeszcze posiadłości bizantyjskie w Italii zostały zorganizowane, wraz z Sycylią, w Egzarchat Rawenny (565). Przez następne 200 lat Rawenna była stolicą zmniejszającego się ciągle władztwa bizantyjskiego we Włoszech.
Około 751 r. Rawenna została zdobyta przez Longobardów, a w 754 r. odebrana im przez interweniującego po stronie papieża Stefana III króla Franków Pepina III. Pepin w 765 r. przyłączył miasto do Państwa Kościelnego, w którym z przerwami pozostawało do 1859 r.
Rawenna była ważnym ośrodkiem, w którym przetrwały tradycje rzymskie, przyczyniając się do tzw. odrodzenia karolińskiego na przełomie VIII i IX w. Powstające w monarchii Karola Wielkiego budowle wzorowane były na raweńskich, np.