Не позднее конца лета 307 г. союз был скреплён женитьбой Константина на Фавсте, сестре Максенция (свадьба была отпразднована в Трире). Тем не менее, дуумвират Максенция и его отца оказался непрочным. Уже в начале 308 г. Максимиан Геркулий попытался устроить переворот и отстранить сына от власти. Но армия осталась верна Максенцию, и Максимиан Геркулий бежал из Рима в Галлию, под защиту своего зятя Константина. В ноябре 308 г. Максенций (как и его отец) присутствовал на императорском совещании в Карнунте (к востоку от современной Вены) вместе с остальными соправителями – Диоклетианом, Галерием, Константином и Лицинием. На нём италийская партия ввиду её внутренних раздоров потерпела явное поражение. Максимиан Геркулий был вынужден ещё раз официально отречься от престола, а Максенций, хотя и сохранил власть над своими диоцезами, но так и не был признан соправителями в ранге августа. Его положение в Риме по-прежнему оставалось не вполне устойчивым. Лициний получил в управление Иллирик и Паннонию, имел ранг августа и мог угрожать Максенцию. Но в конце 308 г. в Карфагене произошёл мятеж, и императором был провозглашён некий Домиций Александр. Борьба с ним отвлекала часть сил Максенция. Он смог организовать экспедицию и подавить это выступление лишь в 310 или 311 г. (победа над мятежниками была отпразднована в Риме триумфом). В 309 г. император Галерий под влиянием обострившейся вражды с Максимином Дайей на Востоке провозгласил Максенция и Константина «сыновьями августов». Это опять не позволило Максенцию законно претендовать на высшую власть, но означало некоторую стабилизацию в отношениях между Римом и Никомидией. Стремясь укрепить свою власть в Риме, в 308 г. Максенций даровал официальный статус своему сыну Валерию Ромулу, которому было около 13 лет. Ромул занимал пост консула в 308 и 309 гг., носил титулы «clarissimus puer» («чистейший мальчик») и «nobilissimus vir» («благороднейший муж»). Но в 309 г. Ромул неожиданно умер, что стало большим ударом для Максенция. Сын был похоронен в мавзолее на вилле Максенция, обожествлён римским сенатом (в его честь был построен храм в виде ротонды на Римском форуме). Императорская пропаганда Максенция преподносила умершего Ромула как воплощение древнего основателя Рима. После гибели Максенция храм использовался как ларарий (сокровищница) храма Венеры и Ромы. В 520 гг. папа Римский Феликс IV перестроил его в церковь святых Космы и Дамиана. Недалеко от своей виллы Максенций также построил цирк, названный именем сына. Около 308 г. в Риме произошёл пожар, пострадал храм Фортуны. По сведениям Зосима, из-за этого в городе случилось всеобщее смятение, во время которого некий солдат был убит толпой за то, что произносил хулу в адрес богов. Воины из числа преторианских когорт, разгневанные гибелью своего товарища, устроили избиение граждан, только личное вмешательство Максенция прекратило беспорядки. Евсевий Памфил упоминал об этих событиях совсем иначе: он считал, что Максенций сам был инициатором нападения солдат на горожан. Около 309 г., как полагают исследователи, из-за мятежа Домиция Александра, в городе был дефицит хлеба и голод. Отношения Максенция с христианами также были сложными. В годы его правления христианская община была охвачена спорами кафолической и донатистской партий (см. ст. Донатизм), перераставшими в кровавые столкновения.