在歐洲的一些教堂建築中推行並發展的是另一種形製，被人稱之為羅馬式建築。在5—10世紀間，建築活動並不發達，宗教建築是從修道院逐漸發展起來的，繼承了古羅馬末期的早期基督教教堂的形製——拉丁十字式巴西利卡。羅馬式建築以水平線和圓為主，寬闊平穩，牆壁占麵積大，其裝飾雕刻和繪畫，更傾向於程式化和幾何圖案。羅馬式建築主要分布在伊比利亞半島中部、愛爾蘭和蘇格蘭以及斯堪的納維亞半島中部；中歐的東部，包括斯拉夫西部，即從波蘭起穿過波希米亞和摩拉維亞到斯洛伐克；匈牙利的西部和斯洛文尼亞，及南歐的意大利半島等地區。例如，意大利的比薩斜塔與比薩主教堂。
比薩斜塔與比薩主教堂是意大利中世紀最重要的建築群之一。它是紀念公元1062年打敗阿拉伯人，攻占巴勒摩而造的。主教堂采用拉丁十字式的形製，八邊形的穹頂覆蓋著整個十字區，有五個正廳，三座後殿。鍾塔建於1174年。鍾塔位於主教堂聖壇的東南麵，呈圓形，高55米，共8層。中間6層為空券廊，底層隻在牆上作連續券浮雕，頂上一層收縮，向內縮進。富有意味的是，在建塔時，由於地基不均而沉降，塔身向南傾斜，使其成為著名的斜塔。德國建築史家漢斯·埃裏希·庫巴赫說，比薩大教堂應列為歐洲最偉大非凡的建築之一，它那五彩斑斕的大理石所折射的輝煌，大教堂，鍾樓，浸禮堂、坎波薩諾教堂以及大片的草地，都給如織的遊人留下了難以磨滅的印象。比薩在建築藝術的領導地位後來讓位給了佛羅倫薩。
聖索菲亞大教堂
東羅馬帝國以君士坦丁堡為中心，建立了拜占庭帝國。拜占庭帝國雖然被視作羅馬帝國在地中海東岸的繼續，其實它更像是亞曆山大皇帝建立的希臘帝國的再現。它在成為羅馬帝國一部分的時候吸收了羅馬文化的一些內容，經過長時期的融合，到公元5世紀末6世紀初，它即以被稱為“拜占庭文化”的特征逐漸展現在人們的麵前，這是一種富麗堂皇並充滿生氣的“文化”表現，是有著深厚根底的文化的“解放”。
拜占庭建築就是拜占庭文化的形象體現，而且集中體現在君士坦丁堡。君士坦丁堡始建於公元330年，因羅馬皇帝F.V.君士坦丁（約280—337年）而得名。遺址在今土耳其伊士坦布爾市內。這個城市三麵環水，控製著博斯普魯斯海峽的咽喉要道，同時又位居歐、亞兩大洲之間，形勢十分險要，到公元6世紀時發展成歐洲最大城市，人口達40—50萬。當時的主要建築如君士坦丁的宮殿，另外隻剩少數教堂。在當時被稱為堅固無比的君士坦丁堡城牆亦隻有部分殘存。君士坦丁堡最重要的建築是聖索菲亞大教堂，是拜占庭帝國極盛時代的紀念碑。
聖索非亞大教堂建於公元532年至537年，這是查士丁尼皇帝在6世紀為他的首都而建的東正教的中心教堂。532年，一場由暴亂引發的大火將君士坦丁堡的中心城區化為灰燼，最初由君士坦丁建造的巴西利卡式聖索非亞大教堂被火焚毀。暴亂平息後，查士丁尼立即下令重建大教堂。工程由來自小亞細亞的傑出數學家安特米烏斯和建築師伊西多爾負責。537年，大教堂建造完成。新的聖索非亞大教堂端坐在博斯普魯斯海峽的入口，成為當時東羅馬帝國乃至整個基督教世界最大的和萬眾景仰的基督教堂。