Dopo la perdita di unità e la conseguente frammentazione dell'Impero Romano, il prestigio secolare e la favorevole posizione sulla via Cassia mantennero ad Arezzo una forte importanza anche durante i secoli nell'Alto Medioevo. Terra di confine tra i domini dei Goti e l'esarcato bizantino di Ravenna fu testimone di aspri scontri fra le due fazioni e fu uno dei primi centri occupati dai Longobardi. I Goti e i Longobardi incisero molto sulla composizione etnica e sulla lingua degli aretini. I longobardi costruirono castelli e pievi gettando le basi di Arezzo medievale. Con l'arrivo dei Franchi di Carlo Magno che privilegiarono i rapporti con quello che ritenevano il più alto potere locale, il vescovado, la diffusione del Cristianesimo, infatti, era divenuta sede di episcopato. Si tratta di una delle poche città di cui sono noti tutti i vescovi che si sono succeduti fino ad oggi. Dopo il mille il suo vescovo iniziò a fregiarsi, primo in Italia, del titolo di "Conte". A questo periodo risalgono il perduto "Duomo Vecchio" del Colle del Pionta, ai cui lavori partecipò Maginardo, la Cattedrale e la Pieve di Santa Maria Assunta.