Rok 313, kdy císař Konstantin Veliký svým milánským ediktem udělil křesťanům svobodu, znamenal velký předěl nejen pro církev, ale také pro papežství. Náměstkové Kristovi přestali být chápáni jako reprezentanti pronásledované a nenáviděné sekty a stali se svým způsobem partnery státní moci, která s nimi musela počítat při řešení politických otázek týkajících se náboženství. Tento obrat však nic nezměnil na vysoké mravní úrovni většiny papežů 4.–9. století. Řadu z nich církev prohlásila za svaté. Zatímco v době před r. 313 byl každý, kdo podstoupil pro Krista mučednickou smrt, automaticky ctěn jako světec, i když se v životě dopustil omylů (např. sv. Hippollyt jako vzdoropapež), po r. 313 církev kanonizovala pouze ty, které lid uctíval jako světce pro jejich ctnostný život.
Sv. Silvester
Pro období po r. 313 se můžeme opřít o větší množství pramenů k dějinám papežů. O éře pronásledování před r. 313 čerpáme informace hlavně z Eusebiových Církevních dějin a spisů sv. Ignáce, sv. Justina, Hegesippa, Tertulliana, Origena, sv. Cypriana aj. K pontifikátům po r. 313 zde existují Církevní dějiny Sokrata, Sozomena, syrského biskupa Theodoreta, Evagria aj., jakož i spisy sv. Jeronýma, Rufina, sv. Ambrože, sv. Augustina, sv. Basila, sv. Jana Zlatoústého a celé řady dalších církevních spisovatelů.
Prvním římským papežem zvoleným už v době svobody pro křesťany byl sv. Silvester I. (314–335), jenž se stal v moderní době, jak známo, symbolem bujarého veselí poslední den roku, kdy církev slaví jeho památku. Neprávem. Výše uvedené prameny jej líčí naopak jako vážného, přísně asketicky žijícího muže, který podobný styl vyžadoval i od podřízeného kléru a trestal sesazením z úřadu každý projev nevázanosti a rozmařilosti. Velký důraz kladl také na charitu a péči o chudé.
Silvester hodně dbal i o církevní zpěv, který zvelebil. Zřídil v Římě při bazilice sv. Jana na Lateráně, kterou nechal postavit císař Konstantin a již Silvester jako první papež používal, pěveckou scholu, tzn. sbor, který při liturgii zpíval žalmy.
Později ve středověku vznikla legenda, že pokřtil a uzdravil z těžké nemoci císaře Konstantina. Není to ale pravda, výše uvedené prameny z té doby mluví o tom, že Konstantin se nechal pokřtít až na smrtelné posteli biskupem Eusebiem. Papež Silvester vydal také předpisy pro bohoslužbu, nařídil např., že duchovní celebrující mši sv. musí mít na sobě liturgický oděv, rovněž tak jáhen, který mu přisluhuje. Porušení tohoto nařízení mělo být postiženo trestem sesazení z úřadu.
Papežové a ariánský blud
Věroučné bludy ohrožovaly církev od samotných apoštolských dob. Už v Novém zákoně sv. Pavel, sv. Petr a sv. Jan důrazně varují před bludaři, před hlasateli nauk odporujících zjevené pravdě nebo tuto pravdu zkreslujících. Na uchování neporušené nauky, jak ji církev převzala od apoštolů a jak ti ji přejali od samotného Krista, záleželo bytí a nebytí církve. Kdyby církev netrvala na neporušitelnosti nauky, brzy by bylo možno popřít cokoliv z pravd víry včetně samotného Božství Ježíše Krista.
Právě o to se pokusil alexandrijský kněz Arius, který hlásal, že Ježíš není pravým Božím Synem, nýbrž jakýmsi demiurgem, bytostí mezi anděly a Bohem. Církevní koncil v řecké Niceji r. 325 Ariovy teze odsoudil a definoval jako závaznou pravdu, že Boží Syn je soupodstatný (řecky: homousios) s Bohem Otcem. Papež sv. Silvester se koncilu osobně neúčastnil, ale vyslal na něj své dva legáty Victora a Vincentia. Se závěry nicejského sněmu vyslovil souhlas a potvrdil odsouzení Ariových bludů.
Synové a nástupci císaře Konstantina Velikého poskytli ale vyznavačům arianismu mocenskou podporu a pronásledovali zastánce pravé katolické nauky o Božství Ježíše Krista, především alexandrijského patriarchu sv. Athanasia, který musel za svoji obhajobu pravověrnosti pětkrát odejít do vyhnanství, r. 340 jej ariáni dokonce chtěli zavraždit. Podobně byl na Západě pronásledován sv. Hilarius, biskup ve francouzském Poitiérs.
Papež sv. Julius I. se Athanasia radikálně zastal a na římské synodě r. 341 prohlásil jeho sesazení z úřadu alexandrijského patriarchy za protiprávní a nezákonné. Jeho nástupce Liberius I. (352–366) jednal zprvu stejně jako jeho předchůdci, za což byl od ariánů poslán do vyhnanství. Císař Konstantius vnutil církvi za papeže jáhna Felixe, který se stal ariánským vzdoropapežem.
Liberius se ale v exilu vnitřně zlomil a po návratu do Říma, kde obhájil právoplatnost svého mandátu, podepsal kompromisní prohlášení vůči ariánům, že Kristus je Otci „podobný“ (řecky: homoios). Tato dvojznačná formulace mohla být vykládána jak katolicky, tak i ariánsky, neboť Ježíš je skutečně Otci „podobný“ bez ohledu na to, jestli je s ním jako Bůh jedné podstaty, nebo jestli je bytostí řádově hned po Bohu.
S takovým kompromisním přístupem ovšem nemohli být zastánci katolické pravověrnosti spokojeni. Šlo o úhybný manévr, aby se nemuselo vyznat nicejské vyznání víry o pravém Božství Ježíše Krista a jeho stejné podstatě s Otcem. Sv. Athanasius toto odmítl podepsat a byl za to papežem Liberiem sesazen z úřadu a poslán opět do vyhnanství. Kvůli tomuto jednání je Liberius prvním starověkým papežem, který nefiguruje v seznamu svatých katolické církve.
Sv. Damas I. a Cařihradský koncil
Po Liberiově smrti r. 366 zvolil římský lid jeho nástupcem zbožného a asketicky žijícího jáhna Damase, stoupence sv. Athanasia a nicejské pravověrnosti (366–384). Poražená menšina, prosazující jáhna Ursina, se však nevzdala a vyvolala bitky v ulicích, které se žel neobešly bez krveprolití. Je pravděpodobné, že Ursina podporovala strana tzv. „semiariánů“ (poloariánů), zastánců kompromisnické linie papeže Liberia. Damasovi se podařilo jen s velkým vypětím uklidnit vášně. Jeho sekretářem byl jeden z největších učenců starověku sv. Jeroným, jenž pořídil překlad Písma sv. do latiny (tzv. Vulgáta).
Ariáni se nevzdávali a nadále bojovali proti katolíkům. K nim se ještě přidali stoupenci cařihradského patriarchy Makedonia, který popřel Božství Ducha Svatého a podle řecké filozofie hlásal, že jde o pouhé „pneuma“, neživotnou duchovní veličinu. Papež Damas ve spolupráci s pravověrným císařem Theodosiem Velikým svolali koncil do Cařihradu r. 381, který znovu potvrdil nicejské vyznání víry a odsoudil Makedoniův blud. Teprve po tomto koncilu, v církvi známém pod názvem „I. cařihradský“, začal arianismus v Římské říši ustupovat.
Papež Damas vynikal svatým životem v apoštolské chudobě a byl velkým dobrodincem chudých a potřebných, vyznačoval se i laskavým jednáním s druhými. Psal také duchovní básně a nechal náhrobky římských mučedníků v katakombách opatřit nápisy. Provedl též v Římě reformu liturgického jazyka, nařídil nahradit řečtinu latinou, používanou do té doby především při obřadech v severní Africe.