Dalszy rozwój Konstantynopola związany jest z rządami Teodozjusza I, który wybudował wielki port (port Teodozjusza) na południowym wybrzeżu miasta, wybrzeżu nad morzem Marmara, w pobliżu kościoła Akacjusza, i wytyczył Forum Teodozjusza, w linii ulicy Mese. W 413, za panowania Teodozjusza II, zbudowano nową, podwójną linię murów obronnych, tzw. mury teodozjańskie, w odległości 1,5–2 km na zachód od murów Konstantyna. Obszar między obu murami pozostał słabo zurbanizowany, a swoje miejsce znalazły tam największe cysterny na wodę, m.in. Aspara, Aetiosa i Mokiosa, kompleksy klasztorne, m.in. bazylika św. Jana Chrzciciela oraz wielkie założenia ogrodowe. Oblicza się, że wszystkie cysterny Konstantynopola mogły pomieścić 1,5 mln metrów sześciennych wody pitnej. Poza cysternami zaopatrzenie miasta w wodę zapewniały liczne akwedukty, spośród których Akwedukt Walensa częściowo przetrwał do dziś, a jego nieczynny, 200 metrowy fragment jest atrakcją turystyczną i punktem widokowym.