В конце IV в. из части провинций Восточный Иллирик был выделен диоцез Дакия (Верхняя Мёзия, Дардания, Превалитания, Внутренняя и Прибрежная Дакии), который не имел особого викария. Префектура Иллирика как неделимое целое входила в состав западной части Римской империи, однако в 379 г. для удобства ведения военных действий против готов западный император Грациан передал Восточный Иллирик под управление императора Феодосия I. Тем не менее, префектура осталась единой, несмотря на то что часть её теперь относилась к западу, часть – к востоку империи. В 428 г. император Валентиниан III передал префектуру Иллирик в ведение восточного императора Феодосия II. При этом Западный Иллирик был присоединён к префектуре Италия. В Восточном Иллирике, несмотря на постоянные варварские вторжения (гунны, остготы), сохранялась власть императора, которая периодически распространялась и на территорию близ Сирмия. Западный Иллирик (Далмация) стал последним прибежищем императорской власти Западной Римской империи Юлия Непота, лишённого власти в Италии. Он продолжал править в Салоне как западно-римский император до 480 г. Тем не менее, юридический статус этой территории был не совсем ясен: с 455 по 468 гг. здесь независимым правителем был военачальник Марцеллин. После 480 г. некоторое время Далмация (как полагают исследователи, формально) относилась к Византии. В 494 г. византийский император Анастасий I официально признал власть над Далмацией готского короля Теодориха Великого (территория Сирмия в этот период оставалась спорной). В ходе готских войн императора Юстиниана I Далмация одной из первых была возвращена под непосредственный контроль империи (536 г.) и впоследствии служила плацдармом для военных действий византийцев против готов в Италии. Префектура Иллирик продолжала существовать; её центр был перенесён в основанный императором Юстинианом город Юстиниана Первая. В конце VI в. в результате нападений аваров и начавшейся славянской колонизации Балканского полуострова резиденция префекта претория была возвращена в Фессалонику. Префектура окончательно исчезает в VII в. в результате захвата большей части Иллирика славянами и изменения административного устройства Византийской империи. Кроме балканской Греции, Эпира и прибрежных районов Македонии за империей осталась часть городов на побережье Далмации, преобразованных в фему Далмация.