Диоклетианское или Великое преследование было последним и самым жестоким преследованием христиан в Римской империи. В 303 году императоры Диоклетиан, Максимиан, Галерий и Констанций издали серию указов, отменяющих законные права христиан и требующих от них соблюдения традиционных религиозных обрядов. Более поздние указы предназначались для духовенства и требовали всеобщих жертвоприношений, предписывая всем жителям приносить жертвы богам. Интенсивность преследований в империи была разной: самые слабые в Галлии и Британии, где применялся только первый указ, и самые сильные в восточных провинциях. Законы о гонениях отменялись разными императорами (Галерий Сердикским эдиктом в 311 г.) в разное время, но Миланский эдикт Константина и Лициния (313 г.) традиционно знаменовал собой конец преследований.

Христиане периодически подвергались местной дискриминации в империи, но императоры до Диоклетиана не хотели издавать общие законы против религиозной группы. В 250-х годах, во время правления Деция и Валериана, римские подданные, включая христиан, были вынуждены приносить жертвы римским богам или подвергаться тюремному заключению и казни, но нет никаких доказательств того, что эти указы были специально предназначены для нападения на христианство. После воцарения Галлиена в 260 г. эти законы были отменены. Приход Диоклетиана к власти в 284 г. не означал немедленного отказа от имперского невнимания к христианству, но знаменовал постепенный сдвиг в официальном отношении к религиозным меньшинствам. В первые пятнадцать лет своего правления Диоклетиан очистил армию от христиан, приговорил манихеев к смерти и окружил себя публичными противниками христианства. Предпочтение Диоклетиана активному правительству в сочетании с его представлением о себе как о реставраторе былой римской славы предвещало самые масштабные гонения в римской истории. Зимой 302 года Галерий призвал Диоклетиана начать всеобщее гонение на христиан. Диоклетиан был осторожен и попросил совета у оракула Аполлона в Дидиме. Ответ оракула был воспринят как одобрение позиции Галерия, и 23 февраля 303 г. было объявлено всеобщее преследование.

Политика преследования различалась по интенсивности по всей империи. В то время как Галерий и Диоклетиан были страстными преследователями, Констанций не проявлял особого энтузиазма. Более поздние гонительные указы, в том числе призывы ко всеобщим жертвоприношениям, в его владениях не применялись. Его сын Константин, вступив в императорскую должность в 306 г., восстановил христианам полное юридическое равенство и вернул имущество, конфискованное во время гонений. В Италии в 306 году узурпатор Максенций изгнал преемника Максимиана Севера, пообещав полную религиозную терпимость. Галерий прекратил гонения на Востоке в 311 г., но их преемник Максимин возобновил их в Египте, Палестине и Малой Азии. Константин и Лициний, преемник Севера, подписали Миланский эдикт в 313 г., который предлагал более полное принятие христианства, чем предусматривал эдикт Галерия. Лициний изгнал Максимина в 313 г., положив конец преследованиям на Востоке.

Гонения не смогли остановить рост Церкви. К 324 году Константин стал единоличным правителем империи, и христианство стало его излюбленной религией. Хотя преследования привели к смерти, пыткам, тюремному заключению или перемещению многих христиан, большинство христиан империи избежали наказания. Преследование, однако, привело к расколу многих церквей между теми, кто подчинялся имперской власти (традиторами), и теми, кто оставался «чистым». Некоторые расколы, например расколы донатистов в Северной Африке и мелитиан в Египте, сохранялись еще долго после гонений. Донатисты примирились с Церковью только после 411 года. Некоторые историки считают, что в века, последовавшие за эпохой гонений, христиане создали «культ мучеников» и преувеличили варварство гонений. Другие историки, использующие тексты и археологические свидетельства того периода, утверждают, что эта позиция ошибочна. Христианские отчеты подвергались критике во времена Просвещения, а затем, особенно со стороны Эдварда Гиббона. Это можно объяснить политическим антиклерикальным и светским течением того периода. Современные историки, такие как GEM de Ste. Круа попытались определить, преувеличивают ли христианские источники масштабы преследований Диоклетиана, но разногласия продолжаются.