Римские легионеры стояли в Херсонесе, но не смешивались с местным населением. Они жили в казармах, имели собственные мастерские, подчинялись только своим командирам, закончив службу – покидали Крым и возвращались на родину. Конфликты между командованием гарнизона и городскими властями разрешались в Мезии, откуда и прибывали в Крым легионеры.
Примером такого разбирательства может служить дело о налогах на публичные дома, открытое в конце II в. н. э. Эти заведения получали значительную часть дохода, обслуживая римских солдат, и доход этот традиционно делился между городом и гарнизоном. Когда римляне попытались присвоить себе большую долю, городские власти отправили жалобу в Мезию, и Мезия признала правоту херсонеситов.
Все время римского протектората Херсонес сохраняет эллинскую культуру.
Остается прежней планировка города, хотя увеличиваются площади отдельных домов и кварталов.
Однако появляются и римские постройки – как минимум, два здания терм – знаменитых римских бань.
В юго-восточной части города возводится защищенная со всех сторон стенами цитадель, где, возможно, и размещался римский гарнизон.
Среди захоронений херсонесского некрополя со II в. н. э. начинают встречаться сделанные по сарматским обрядам.
В середине III в. империя Рима подвергается новому внешнему натиску – начинается германская экспансия готов – и римский гарнизон оставляет Херсонес.
Однако Херсонес либо атакам готов не подвергался, либо вышел из них победителем – он сохраняет свою независимость и в конце III в. н. э. отношения с Римом возобновляются.
Зато примерно к этому времени относится действие многих херсонесских легенд о новом этапе противостояния с Боспором. Тогда же, по-видимому, здесь появляются первые христиане.
Во второй половине IV в. Херсонес торгует с Константинополем, экспортируя туда хлеб, соленую рыбу, соль. Сюда же доставлялись вино, оливковое масло, цветные металлы, железная руда с южного побережья Крыма, одежда, украшения и другие предметы роскоши – из Константинополя.
Город уже не подчинялся Римской империи, и становится убежищем для эмигрировавших из Рима. Когда же римская власть была восстановлена – Херсонес превращается в место ссылки политических противников действующих императоров.
При распространении христианства новая религия встретила яростный отпор, о чем свидетельствуют многочисленные жития мучеников и подземный храм, переделанный из цистерны и найденный на главной улице города, (там были обнаружены обломки посуды позднеримского времени), т. е. христианство было подпольным в буквальном смысле.
В конце III – начале IV в. Херсонес оказывается втянутым в войну с Боспором. В IV в. благополучно переживает нашествие гуннов.
В 370–375 гг. в Херсонесе снова был расквартирован римский гарнизон, состоявший из баллистариев, – то есть легионеров, управлявших баллистами.