Od roku 367, za panowania Walentyniana I, Trewir po raz kolejny stał się siedzibą cesarzy, aż do śmierci Teodozjusza I w roku 395. Przez kilka lat (383-388) był też stolicą cesarza Magnusa Maksymusa. W 407 roku, wkrótce po inwazji Galii przez Wandalów, Alanów oraz Swebów, prefektura galijska została przeniesiona do Arles nad Rodanem. W V wieku miasto było kolejno zdobywane przez Franków (około 413 i 421), a potem Hunów pod wodzą Attyli (451), by w końcu powtórnie znaleźć się w posiadaniu Franków w roku 475.
Średniowiecze Na mocy traktatu z Verdun Trewir stał się częścią państwa wschodniofrankijskiego, które było poprzednikiem Świętego Cesarstwa Rzymskiego. Następnie miasto było władane przez grafów. W 902 roku Trewir przeszedł we władanie arcybiskupa. Od X wieku miasto czyniło próby uniezależnienia się, tak by podlegać bezpośrednio cesarzowi. W 1212 cesarz Otto IV nadał miastu suwerenność w obrębie cesarstwa, którą podtrzymał później król Konrad IV. Suwerenność wiązała się z prawem do pobierania podatku i cła oraz niezależnym sądownictwem. W 1309 miasto musiało ponownie poddać się władzy arcybiskupa, potężnego Baldwina Luksemburskiego. Zmianę statusu miasta potwierdził w 1364 cesarz Karol IV, a następnie w 1580 najwyższy sąd cesarstwa (niem. Reichskammergericht).