拜占庭时代的雅典卫城与古典时代有了较大差别。
1、修建于三世纪的瓦勒良城墙从卫城脚下穿过，在哥特人洗劫时受到破坏的城区全部被放弃在城墙之外，包括酒神剧场、伯里克利大厅在内的建筑被作为城墙的一部分使用
2、卫城重新强调作为要塞的作用，其城墙得到强化，并新建了几处防御塔楼
3、山门得到强化，增加了侧翼的箭楼。山门之后又新加了一道城门，形成典型的罗马瓮城（最著名的罗马瓮城是君士坦丁堡的大金门）
4、年久失修的帕提农神庙在6世纪或7世纪时得到大规模修缮，并改建为教堂，注意其屋顶已经和古典时代有了较大差别，为了满足教堂的使用需求，其内部也不再分为前后殿
5、伊瑞克先神庙改建为世俗用途
6、青铜柱廊改建为神职人员的住处
7、阿特密斯圣地、波塞冬圣地和宙斯圣地在拜占庭时代是否存在或做了什么改建目前未知




上一张古典时代的雅典卫城模型作为对比

总的来说，雅典城市在公元3世纪因遭到洗劫而急剧衰落，雅典学院在4-5世纪虽然给雅典带来了一些活力，但他们惹出的麻烦并不比带来的好处多。雅典卫城作为雅典城市的中心，也年久失修情况惨淡，其传统宗教活动在5世纪趋弱，到6世纪已基本停止。6世纪或7世纪进行的修缮和改建事实上是让雅典卫城重获活力，但其功能已与过去有了本质差异。