Стены Византия славились неприступностью. Даже после их разрушения императором Септимием Севером (193–211 гг.) Дион Кассий восхищался остатками крепости, которые видел в начале III в. Неподалёку от порта находился стадион, к востоку от акрополя располагался театр. В городе было две главные площади: Стратегион в западной части и Фракион в южной. При императоре Адриане (117–138 гг.) был построен акведук, который снабжал главную городскую цистерну Ахилла, находившуюся рядом со Стратегионом. На северной оконечности мыса находились храмы Зевса Урия и Кибелы. В городе был храм Диониса, а также алтарь Артемиды Орфосии, сооружённый из столбов, установленных Дарием на месте его переправы через Боспор в 513 г. до н.э. В середине III в. до н.э. с укреплением связей с птолемеевским Египтом возник храм Сераписа и Исиды. Считается, что на холме Ксиролоф, на месте позднейшего форума Аркадия, находился храм Аполлона. В конце II в. н.э. Византий оказался вовлечённым в гражданскую войну в Римской империи и поддержал Песценния Нигера, одного из претендентов на императорский престол, бывшего наместника Сирии, опиравшегося на восточные провинции. В 193 г. войска Песценния вошли в Византий, но вскоре столкнулись с превосходящими силами императора Септимия Севера, наступавшего с запада. Песценний Нигер сначала возглавлял свои войска в обороне осаждённого Септимием Севером Византия, но затем покинул город, чтобы собрать войско в Малой Азии. Осада Византия продолжалась почти три года, с осени 193 г. по лето 196 г. Город продолжал сопротивление даже после окончательного разгрома и гибели Песценния Нигера, когда Септимий Север оставил для осады лишь часть своих сил, а с основной армией ушёл далеко на Восток на войну с парфянами. Византийцы были доведены блокадой до голода и полностью разорены. Не видя возможностей для спасения (и не соглашаясь капитулировать), они пытались прорываться морем, но почти все их корабли и лодки были потоплены римским флотом. Война завершилась взятием обессиленного города и уничтожением оставшихся в живых воинов. Византий был полностью разрушен, его стены срыты, а сохранившееся на месте города поселение решением императора Септимия Севера было лишено статуса полиса и приписано к территории Перинфа как деревня. Упорство византийцев в обороне, равно как и жестокость римлян, в этом случае труднообъяснимы. Около 202 г. Септимий Север решил изменить судьбу мятежного города, как полагают исследователи, по инициативе своего старшего сына Каракаллы. Византий было решено расширить и перестроить в город Визуполь. Центр нового города был сформирован вокруг большой площади Тетрастоон («Четыре портика»), окружённой портиком с четырёх сторон. На площади была установлена медная статуя Гелиоса, названного таинственным именем Зевксипп (как полагают исследователи – «конь Зевса» – возможно, отсылка к колеснице Гелиоса, управляемой верховным божеством). Рядом было начато строительство терм Зевксиппа (завершены лишь в IV в.).