La période gauloise ou La Tène s’achève au moment de la conquête des Gaules par Jules César (58-51 avant notre ère). L’Alsace et la Lorraine actuelles intègrent le vaste Empire romain, qui s’étend des îles Britanniques à l’Arabie et de l’Afrique du Nord à l’Arménie.  

L’Antiquité romaine est marquée, en Gaule, par de profonds changements politiques, économiques et culturels, qui se traduisent aussi bien dans la langue, avec l’emploi du latin, que de la religion, avec l’adoption du panthéon romain, ou même de l’alimentation, avec l’apparition de nouveaux ingrédients.  

La majorité des découvertes relatives à cette période sur le second tronçon de la LGV Est européenne concerne les grandes exploitations agricoles appelées villae. Ce type de domaine rural qui apparaît en Gaule autour du I^er siècle de notre ère est caractéristique de l’organisation des campagnes romaines.  

Une villa se compose d’une pars urbana, lieu de résidence du propriétaire, et d’une pars rustica, correspondant à l’exploitation agricole (granges, étables, greniers, logements des ouvriers…). Huit sites ont révélé l’emplacement de tels domaines, notamment au Guéren (Conthil), à la Tête d’Or (Bassing), à Haut de Chauffour (Belles-Fôrets), à Altenberg et Ramsberg (Steinbourg) ou encore à Sonnenrain (Duntzenheim).

Ces exploitations sont soit des créations ex-nihilo, comme à Conthil ou à Belles-Forêts , soit elles résultent du développement d'une ancienne occupation gauloise, comme à Bassing ou à Steinbourg . Leurs études témoignent d’une diversité sociale visible par les dimensions, le plan et l'organisation interne de la pars urbana, dont la construction adopte les techniques romaines (apparition, notamment, de soubassements maçonnés). Ainsi, à Conthil , les bâtiments s'organisent autour d'une cour centrale délimitée par une galerie, tandis qu’à Belles-Forêts , la résidence s'enorgueillit de pavillons d'angle chauffés par hypocauste.  

Quant à la pars rustica, elle peut comprendre des bâtiments en terre et en bois servant à loger les ouvriers agricoles (comme à Bassing et à Steinbourg ) ou bien à stocker les récoltes céréalières (comme à Duntzenheim – Sonnenrain ) ; des structures d'équipement liées à l'approvisionnement en eau (puits, citerne) ou à la conservation des aliments (cave ou cellier) ; des structures de combustion (four ou foyer domestique) ; et des aires de parcage pour le bétail.

Le mobilier mis au jour sur ces sites apporte des renseignements sur les échanges commerciaux, qui semblent essentiellement se développer à l'échelle locale. La céramique du site de Belles-Forêts provient des ateliers de production de Sarre-Union et de Mittelbronn, situés à une trentaine de kilomètres, et la céramique du site de Vorderen Berg (Mittelhausen) provient des ateliers de Brumath, situés à 10 km.  

Les fouilles de la LGV Est européenne ont également produit de nouvelles données sur les rites funéraires et les croyances religieuses au Haut-Empire. Cinq enclos funéraires ont été découverts à Burgweg Rechts   (Eckwersheim) et un temple dédié à Mercure a été mis au jour à la Rothlach (Eckartswiller). Enfin, deux sanctuaires ont été reconnus en contexte de villa, à Steinbourg et à Duntzenheim .