歷史背景
這場戰役爆發的根本原因乃是戴克里先的四帝共治制度固有的不穩定性。戴克里先於305年5月1日退位後，他的繼任者幾乎在同一時刻就開始爭奪大權。儘管君士坦丁是西部皇帝君士坦提烏斯一世之子，由於四帝的傳承方式並不必是世襲，他沒有辦法順理成章地執掌權柄。當君士坦提烏斯於公元306年7月25日去世時，他父親的軍隊在埃博雷肯（今天的約克郡）推舉君士坦丁為凱撒。
而在羅馬，戴克里先的同僚，西部皇帝馬克西米安之子馬克森提烏斯於公元306年10月28日自封為奧古斯都。與君士坦丁的地位很快被東部皇帝伽列里烏斯承認形成鮮明對比的是，馬克森提烏斯被當做篡位者來對待。伽列里烏斯派出他過去的同僚，東部凱撒，現今受封的西部奧古斯都塞維魯二世在公元307年起兵討伐。然而，當塞維魯到達義大利，他的軍隊立即倒戈投向了馬克森提烏斯。這位倒霉的奧古斯都就這樣被抓住關押。伽列里烏斯在那年秋天進軍到羅馬城下，卻沒拿下這座城市，而馬克森提烏斯殺了塞維魯作為回應。而此時的君士坦丁則對雙方的交戰採取了觀望的態度，兩不相幫，不過可能更傾向馬克森提烏斯，因為他就在那時娶了馬克森提烏斯的姐妹法烏斯塔(Fausta)。在接下來的數年中，馬克西米安由於反叛兒子逃到君士坦丁的宮廷，自己任命他為奧古斯都，後來由於再一次反叛被殺。伽列里烏斯病逝，他的地盤被戴克里先承認的馬克西米努斯和李錫尼所瓜分，君士坦丁在萊茵河流域與蠻族作戰積累戰功，而馬克森提烏斯則忙於平叛，局勢一度平靜。
到了312年，君士坦丁和馬克森提烏斯這對內兄弟還是最終選擇了兵戎相見。這年春天，君士坦丁集結軍隊決定推翻馬克森提烏斯。北義大利被一鼓而下，並在都靈戰役(Battle of Turin)和維羅納戰役(Battle of Verona)中大破馬克森提烏斯軍。在維羅納戰役中，馬克森提烏斯最資深的統帥，禁衛軍長官(praetorian prefect)魯尼修斯·龐培（Ruricius Pompeianus）甚至被擊斃。
君士坦丁之幻覺
通常流傳的說法是在戰前也就是10月27號那天晚上，君士坦丁做了一個使他下定決心借基督教之神的庇護而戰的夢。然而這個夢的細節，史家們各執一詞。
拉克坦修斯說：那天晚上，君士坦丁在夢中被指示“把一個神聖的標誌塗在士兵的盾牌上”他聽從了夢裡的指示並且下令把一個表示基督的標誌塗在盾牌上。拉克坦修斯把這個標描述做一個上面的盡頭環繞著一個P形圖案的拉丁十字。沒有證據表明君士坦丁此前用過這個圖案，而且該圖案的描述也與更廣為人知的由該撒利亞的優西比烏描述的拉布蘭十字（Chi-Rho）圖案不一致。
至於優西比烏，關於這場戰役的兩個片段流傳至今。第一個片段存留於他的教會史中，在這一部分他認為上帝幫助了君士坦丁卻沒有向他展現徵兆。在他後來的《君士坦丁的一生》中（Life of Constantine），他卻提到了上帝向君士坦丁展現徵兆的細節，並強調這是皇帝陛下親口告訴他的。按照這篇文章的說法，君士坦丁和他的軍隊正在行軍中當他向太陽望去，他看到一輪光圈環繞著太陽，旁邊是一行希臘文“Εν Τούτῳ Νίκα”。用拉丁語翻譯過來就是“in hoc signo vinces”—“你必以此而勝。”一開始他還不清楚這異兆的含義，到了這天晚上，基督在夢裡解釋給他說：他應當在和敵人作戰時使用這個標誌。優西比烏接著開始描述君士坦丁在他後來對抗李錫尼的戰爭中所使用的軍旗：拉布蘭軍旗（labarum），說這種軍旗使用的就是“Chi-Rho”圖案 。
這兩個人的描述互相衝突，不過可以肯定是：君士坦丁在戰前看到過這個“Chi-Rho”圖案。並且兩位作者都同意這個標誌並不容易令人聯想到基督教，憑這一點就可以基本肯定Chi-Rho這兩個字母組成的圖案在君士坦丁之前並非基督教的標誌。該圖案最早出現在一個公元317年鑄造的銀幣上，這就證明了這個圖案得到了使用（儘管不十分廣泛）。事實上，他只在對抗李錫尼的作戰中廣泛使用過它。
有些人把那圈光環解讀成日暈之類的太陽現象。而君士坦丁後來卻把這和基督教信仰聯繫起來。很有意思的是：一塊313年鑄造的硬幣公然稱他為太陽神之夥伴。
戰役經過
君士坦丁凱旋門上繪製的描繪這場戰役的圖畫君士坦丁沿弗拉米尼亞大道在公元312年末趕到羅馬城下。軍隊駐紮在羅馬的第一區（Prima Porta，這是一個羅馬的郊區），紀念這場戰役的紀念碑迄今樹立在那。
君士坦丁原本以為馬克森提烏斯會採用以前對付塞維魯和伽列里烏斯的圍攻時用過的成功策略，也就是憑堅城據守。事實上，他也的確在羅馬城內囤積了大量糧食。出乎意料的是， 他卻選擇了野戰。古代史書把這歸之於上帝的介入（比如說拉克坦修斯和優西比烏）或者迷信(這是佐西默斯的說法)。他們也提到這場戰役的發生日期就是馬克森提烏斯即位的日子(10月28日)按照當時流行的看法，這可是個好兆頭。拉克坦修斯談到：民眾們在競技遊戲中向君士坦丁歡呼以表達他們的支持，儘管這一說法的可靠性值得懷疑 。
馬克森提烏斯選擇將軍佇列陣於米爾維安大橋前方，這座石橋是弗拉米尼亞大道的一部分，對於防守羅馬乃至保住他自己的地位來說，扼守住這座橋至關重要，羅馬元老院將毫無疑問地倒向占據這座城市的一方。為了方便軍隊渡河，他又搭了座木橋抑或是浮橋，儘管他在籌備防守時他可能已經部分的拆毀了這座橋。關於這座橋的狀況在各個書中說法不一。佐西默斯含糊地提及這座橋用木材修建，而其他人則準確地指稱這座橋為浮橋。資料也沒說清楚這座可拆卸的橋是不是為君士坦丁軍隊設下的陷阱。
第二天（10月28日），兩支軍隊開始交鋒，已知這一場會戰的規模十分巨大，大量的參戰士兵（許多歷史學家相信當日雙方都動員了十萬以上的兵力）使得狹窄的戰場更變得極度擁擠。雙方士兵人人血戰，戰況極端殘酷激烈，殺人盈野。我們知道最後是君士坦丁一方取得了壓倒性的勝利——馬克森提烏斯的布陣似乎有致命問題：他把軍隊放置的離台伯河太近了。這使得失利時軍隊幾乎找不到空間重整旗鼓 。
米爾維安大橋戰役，朱里奧·羅馬諾所作開戰後，在君士坦丁的命令下，他的騎兵很快就粉碎了對手的騎兵。而君士坦丁的步兵緊接著逼近，血淋淋的白刃戰進行得如火如荼。大部分馬克森提烏斯的軍隊都英勇作戰，但對手卻一步步地把他們推向台伯河。馬克森提烏斯決定撤退並依仗堅城進行負隅頑抗，但通往羅馬只有一條道路，那就是米爾維安大橋。在撤退的路上，君士坦丁軍給了敵軍以沉重打擊。浮橋很快就被樹立起來，許多部隊藉此得以逃生。但很快，臨時的橋樑承受不了這么多人的重壓，倒塌了。還留在北岸的軍隊不是被俘虜就是被殺死，他的禁衛軍抵抗到了最後一刻。馬克森提烏斯極度絕望地試圖橫渡過河時淹死，有的說法說他被他的坐騎掀到河中淹死。拉克坦修斯以這樣的詞句描述馬克森提烏斯之死：
“他身後的大橋倒塌了，戰局變得更加火熱。上帝之手（指君士坦丁）取得了勝利，馬克森提烏斯軍已經崩潰，馬克森提烏斯倉皇逃向那座崩潰的大橋；但擁擠的人群推搡著他，他被擠著跌入了台伯河。”
戰後
君士坦丁率軍於10月29日進入羅馬。他舉行了一個規模宏大的慶典，在此期間受到了熱烈的歡呼。馬克森提烏斯的屍身被從台伯河中撈出並施以斬首。他的首級則被遊行示眾。在展示之後，頭顱又被送往迦太基，非洲諸行省在看到頭之後紛紛放棄進一步抵抗的打算。這場戰役賦予了君士坦丁對帝國西部不可動搖的統治權。史料都有意忽略了一點：在進城之後，君士坦丁率隊拜訪了卡皮托山的朱庇特神廟，就在那，依照慣例仍舉行了獻祭。這便無可辯駁地證明了君士坦丁在那時還不是一個基督徒。他選擇來到羅馬元老院，在演說中他發誓恢復它在古代所享有的特權，並給予元老院在他政府中穩固的一席之地；並且對僭位者的黨羽既往不咎。馬克森提烏斯被下令施以除憶詛咒，所有由他頒布的法律均被廢除，所有的紀念他的建築均為君士坦丁竊取，其中包括羅慕路斯神廟（Temple of Romulus）和馬克森提烏斯會堂（Basilica of Maxentius）。他在軍隊中的死黨被清洗，禁衛軍和皇家騎兵衛隊(拉丁語：equites singulares) 被解散。君士坦丁選擇用帕拉丁騎兵衛隊（Scholae Palatinae）取代了他們。
意義
Paul K. Davis寫到：“君士坦丁的勝利使得整個帝國西部的控制權落入他手，為基督教在羅馬帝國乃至最後在全歐洲取得統治地位鋪平了道路。”
