Тем временем император почувствовал себя плохо. Сначала он направился в курортную местность вблизи Константинополя, затем перебрался в Вифинию и остановился в предместье Никомедии. Был призван местный епископ Евсевий, который и крестил Константина. Тот снял пурпур, облачился в белое и собирался с этого момента жить исключительно ради спасения души. Иронией судьбы можно назвать то, что Константин — император антиарианского собора — умирал как арианин, ведь крестивший его Евсевий являлся одним из самых горячих приверженцев Ария. И это было не последним отступлением императора от ортодоксального христианства. 21 мая, уже после принятия крещения, Константин подписал эдикт, освобождавший жрецов культа правящего рода от всяких податей и повинностей. Таким образом, он до самого конца, будучи уже христианином, последовательно поддерживал те аспекты старых верований, которые отвечали его политике.
Скончался император в полдень 22 мая 337 г. Забальзамированное тело перевезли в Константинополь. Торжественные похороны состоялись только по прибытии из Антиохии сына императора, Константина II. Останки упокоились в церкви Святых Апостолов. Порфировый саркофаг, доставленный из Египта, был установлен в центре между двенадцатью другими, образующими полукруг, это были пустые саркофаги, символизирующие могилы двенадцати апостолов. Константин сам выбрал для себя это место задолго до смерти. Не иначе как полагал себя равным великим строителям Церкви. Тем самым он продемонстрировал свою гордыню, безумную и наивную одновременно. Можно также предположить, что, включив себя в христианский пантеон, Константин стремился продолжить в новом обличье старинную традицию языческого Рима: когда цезарю при жизни оказывали божественные почести, а после смерти официально объявляли богом. Таким образом, приверженцы новой религии должны были почитать его наравне с апостолами, а язычники считать богом.
Константин, несомненно, являлся человеком верующим, но процесс принятия им новой веры был длительным. Легенда о чудесном видении, свидетелем которого он стал, появилась позже. Да и сама вера в спасительное учение Церкви и ее миссию так тесно оказалась переплетена в душе цезаря с политической игрой и с борьбой за упрочение собственной власти, что их невозможно отделить друг от друга в мыслях, словах и делах. Император неоднократно заявлял, что конечная его цель — благо Церкви, но, по сути, все его действия одновременно способствовали укреплению его собственной позиции и влияния.
