Au Bas-Empire, le nom romain de Caesarodunum fut remplacé par celui du peuple gaulois de la cité, comme c’était la règle partout en Gaule ; il devint Civitas Turonorum, ancêtre direct de « Tours ».

La christianisation de la ville débuta de façon effective mais discrète dans le paysage urbain vers 337, avec le premier évêque, saint Lidoire. Celui-ci édifia pour la communauté des fidèles, dans la ville, une première église où se réunir et, à l’extérieur, un premier édifice funéraire pour accueillir sa tombe. Martin, son successeur, bénéficia d’une sépulture plus proche de la cité.

Comme tous les chefs-lieux de cité de Gaule, la ville fut dotée d’une enceinte achevée vers 350, appuyée sur l’amphithéâtre, qui se révèle avoir servi de fortin dès le III^e siècle. Le mur d’enceinte enserra une superficie très réduite de l’ancienne ville ouverte, de l’ordre de 9 hectares. Un nouveau pont, en remplacement de l’ancien, matérialisa le déplacement vers l’est du centre de gravité de l’agglomération.

Lors d’une réorganisation des provinces, entre 364 et 388, Tours fut promue au rang de capitale de la III^e Lyonnaise. Au siècle suivant, l’évêché devint le siège d’une métropole ecclésiastique qui couvrait le même territoire que la province civile. À noter que, malgré le statut administratif qui hissa Tours parmi la vingtaine des villes les plus renommées de Gaule, sur le terrain, les traces d’occupation urbaine traditionnelles restent très ténues. La destination et le statut des terrains hors de l’enceinte de la ville close restent à définir : il existe d’abord des traces d’habitation sous la forme de masures dans les habitations délaissées, puis d’indéchiffrables traces d’occupation humaine, comprenant à la fois habitats et tombes dispersés.

À partir de la mort de Martin en 397, les évêques qui lui succédèrent œuvrèrent avec constance et succès pour promouvoir le culte de ce premier des saints évangélisateurs, dont le rayonnement ne cessa de croître. Grégoire de Tours rendit compte de ce phénomène à la fin du VI^e siècle. Tours s’en trouva érigée en modèle du processus de christianisation des villes ; l’accent fut mis sur une partie du devenir urbain, qui prit figure du tout.

La zone emmurée, dorénavant appelée la Cité, était le lieu où vivaient les détenteurs de l’autorité civile, militaire ou religieuse, ainsi que leur entourage. Une « élite » constituée de gens de haut rang, laïcs ou clercs, y résidait autour de l’évêque et du comte chargé d’administrer la Touraine. On sait que des personnalités d’origine germanique en ont très tôt fait partie, certainement accompagnées d’anonymes beaucoup plus difficiles à cerner.

Tours n’a pas fait partie des capitales éphémères des royaumes mérovingiens, au gré des partages successoraux. La ville a conservé le siège d’une administration civile comme simple chef-lieu d’un territoire, la Touraine. De même, son titre de métropole ecclésiastique pour la France de l’Ouest relève plus de la déclaration honorifique que de la réalité. Le métropolitain, malgré son rang, avait surtout fonction d’évêque pour la même Touraine.

Hors les murs, on note la création de petites communautés religieuses proches de la Cité et surtout autour de la basilique de Saint-Martin. Là, près du sanctuaire, la concentration d’édifices religieux se traduisit par la formation d’un nouveau quartier, distant de 800 m de la ville close.

Comme auparavant, la réalité de l’occupation hors les murs reste méconnue pour l’essentiel, et les mêmes questions – habitat dispersé ? noyaux de peuplement ? religieux ? civils ? main-d’œuvre servile ? et pour quelles activités ? etc. – demeurent sans réponses.

Si le paysage de la Cité semble être resté stable, en revanche l'ouest hors les murs connut un changement dû au renom du culte de saint Martin. À la suite des nombreuses donations dont disposait la nouvelle communauté de moines, son monastère devint le centre d’un réseau de possessions et de revenus. De plus, son statut de monastère royal aida les moines de Saint-Martin à s’émanciper des autorités religieuses et civiles locales. Ainsi, l’essentiel de l’activité extrapolitique tourangelle semble s’être concentré hors de la Cité, monopolisé par le fonctionnement du complexe martinien.

Toujours aussi peu d’informations sont disponibles sur l’occupation hors les murs, sur le statut et les activités des gens présents hors des cadres de la Cité et des monastères.

Quoique certainement dramatiques pour qui les endura, les conséquences des incursions des Normands de 853 à 903 rapportées par les chanoines de Saint-Martin sont certainement exagérées pour ce qui est de l’institution et de ses biens. La restauration du monastère fut l’occasion de nouveaux gains d’autonomie confortés, entre 850 et 930, par la délégation de pans de l’autorité régalienne par les souverains carolingiens aux abbés laïcs de Saint-Martin qui appartenaient à leur entourage familial.

La Cité elle-même, entre 866 et 877, vit ses défenses restaurées et donc sa place confortée, même si les formes d’exercice du contrôle royal changèrent en profondeur. Dorénavant, elle fut moins le lieu de résidence des détenteurs de la puissance publique que celui où ils se rendaient pour rendre publiques les décisions du souverain. Vidée de sa consistance en matière civile et militaire, la Touraine resta une réalité dans le domaine ecclésiastique. Elle devint un enjeu dans les prétentions des potentats locaux, angevins et blésois, soucieux de constituer leurs principautés.

Les gens du bourg développé auprès du monastère de Saint-Martin continuent d’échapper à toute tentative de description, même si des habitats et des tombes, mentionnés ici ou là dans les textes du IX^e siècle, laissent entrevoir une présence humaine quasi continue.