Le christianisme est introduit au milieu du IIIème siècle par l'évêque Sixte. Une première cathédrale avait été élevée au IVème siècle mais dès les premières années du Vème siècle un ensemble épiscopal est construit là où se succèdent plusieurs cathédrales jusqu'au chef d'œuvre gothique toujours en place. Toutefois plusieurs lieux de culte étaient apparus près des nécropoles au sud de la ville et c'est là qu'est enterré Saint-Remi, évêque illustre pour avoir baptisé à la fin du Vème siècle Clovis et avec lui la monarchie franque : c'est cet événement qui fera de Reims le lieu privilégié pour le sacre des rois.

L'époque carolingienne fait de Reims le siège d'un archevêché auquel onze diocèses sont subordonnés : les archevêques Ebbon et Hincmar sont les acteurs du rayonnement de la ville qui va accueillir les écoles plus florissantes. C'est aussi grâce à l'appui du métropolitain de Reims, Adalbéron qu'Hugues Capet accède au trône. De nombreuses communautés monastiques s'installent : l'abbaye royale de Saint-Remi est à son apogée aux XIème et XIIème siècles dont témoigne la basilique, édifice roman remanié pendant le premier âge gothique, qui conserve des vitraux du XIIème siècle et abrite toujours le tombeau de Saint-Remi. Non loin de là, l'abbaye Saint-Nicaise (disparue aujourd'hui) est élevée au XIIIème siècle, dont l'église rivalisait avec la cathédrale.

La cathédrale, construite à partir de 1211, reste l'édifice le plus visité de Reims, admirée pour l'aboutissement technique de son architecture, la voûte de la nef culmine à 38 mètres de hauteur, et pour l'abondance de son ornementation : les vitraux reprennent les thèmes développés dans la sculpture à l'extérieur, emblématiques des sacres des rois de la Bible comme des rois de France.

Pendant ce temps la cité s'était développée et les terrains encore libres, lotis : à la fin du XIIème siècle l'archevêque qui avait doté la ville d'une charte de franchise, donne un terrain pour installer des artisans hors les murs. L'ancien forum, devenu marché aux draps et aux céréales, concentre une activité économique florissante. Il faut attendre le milieu du XIVème siècle pour qu'une nouvelle fortification réunisse par une seule enceinte l'ensemble de la ville, qui assurera son rôle défensif rapidement : les anglais sont devant la ville. En 1429, Jeanne d'Arc prépare le triomphe de Charles VII en le conduisant en notre ville pour y être sacré.