Justiniano decidió emplear la capacidad de su general Belisario para fines más ambiciosos que la estéril guerra contra Persia. Por ello en 532 firmó con Cosroes I la que se llamó "paz eterna". El rey persa estaba pensando en reorganizar su Imperio, y para ello también le convenía la paz, así que firmó encantado sin tratar de aprovecharse de su última victoria. Cosroes I realizó un censo en el Imperio y estableció un nuevo sistema de impuestos. Adquirió una sólida fama de monarca culto, justo y tolerante. De hecho, fue conocido como Cosroes el Justo. Su fama llegó a oídos de los filósofos atenienses que se habían quedado sin saber qué hacer tras el cierre de la Academia. Decidieron emigrar a Persia y allí fueron bien recibidos.

El plan de Justiniano era nada menos que reconquistar el Imperio Romano de Occidente. Su primer objetivo fue África, pues tenía una clara excusa para intervenir: el rey Gelimer tenía prisionero a su predecesor Hilderico, que había sido aliado del Imperio. Justiniano exigió a Gelimer que le entregara a Hilderico, pero la respuesta del vándalo fue ejecutarlo.

En 533 Justiniano dotó a Belisario de una flota de unas quinientas naves, que transportaban quince mil soldados y otros tantos marineros, cinco mil caballos y todos los suministros necesarios. Era una fuerza mucho menor que la que León I había enviado a África medio siglo antes, pero esta vez el mando lo tenía un buen general. Belisario tomó todas las precauciones para que la población católica de África se pusiera de su lado. Además las fuerzas vándalas estaban divididas, y una buena parte de ellas se encontraba en Cerdeña cuando Belisario desembarcó cerca de Cartago. Belisario entró en la ciudad y prohibió a sus hombres el saqueo. Luego se produjo una segunda batalla contra las tropas que habían regresado de Cerdeña apresuradamente. Gelimer tuvo que huir y refugiarse entre los mauritanos, pero finalmente se entregó a condición de que se respetara su vida y la de su familia.

Mientras tanto Triboniano fue readmitido en sus funciones, pues había dejado a medias nuevos trabajos jurídicos y era poco menos que indispensable. Preparó cincuenta tomos de opiniones legales de juristas prestigiosos de los siglos II y III (la edad de oro del derecho romano), destinadas a orientar a los jueces en la interpretación de las leyes. También redactó un manual para estudiantes.

Ese mismo año murió san Remigio, el obispo de Reims que había bautizado a Clodoveo I.

En 534 Gelimer fue llevado a Constantinopla, donde figuró en el triunfo de Belisario. Luego recibió dominios en Galacia, donde se retiró con su familia. África pasó a formar parte nuevamente del Imperio Romano. Los vándalos se diluyeron entre la población y desaparecieron de la historia. El arrianismo fue erradicado de la región.

Finalmente, Clotario II, con la ayuda de su hermano Childeberto I, acabó con el rey burgundio Gundemaro. Entre los dos se repartieron Borgoña, que quedó así incorporada a Neustria. Ese mismo año murió Thierry I y fue sucedido por su hijo Teodeberto I. Había ayudado a sus tíos en la guerra contra Gundemaro, por lo que parte de Borgoña quedó bajo su dominio.

El joven rey ostrogodo Atalarico enfermó y murió antes de alcanzar la mayoría de edad. Su madre, Amalasunta, no podía seguir gobernando en solitario, así que inmediatamente se casó con un primo suyo, sobrino de Teodorico I, llamado Teodato. Sin embargo, en 535 Teodato encarceló a Amalasunta y poco después la hizo estrangular. Era la excusa perfecta para Justiniano, que al conocer la noticia se apresuró a enviar a Belisario contra Italia. Desembarcó en Sicilia, donde, al igual que había sucedido en África, logró el apoyo popular contra los visigodos.

Mientras tanto murió el papa Juan II y fue sucedido por Agapito I que, amenazado por Teodato, huyó a Constantinopla. Belisario pasó a Italia y logró avanzar hasta Nápoles sin encontrar apenas resistencia.

La emperatriz Teodora influía cada vez más en Justiniano en favor del monofisismo. Tenía un buen argumento, pues tanto Egipto como Asia Menor eran mayoritariamente monofisitas, por lo que cualquier gesto del emperador en favor del monofisismo sería sin duda bien recibido y potenciaría la lealtad de estas regiones. En 536 murió el papa san Agapito y la emperatriz Teodora propuso como nuevo papa al monofisita Vigilio, que marchó a Roma para ocupar el cargo, pero allí el clero romano había elegido a Silverio, hijo del papa Hormisdas, quien contaba con el apoyo de Teodato.

Los francos aprovecharon los problemas de los ostrogodos con el Imperio y no tardaron en apoderarse de la Provenza, que pasó a formar parte de Neustria. Belisario capturó Nápoles y Teodato tuvo que huir a Ravena, desde donde solicitó una negociación, pero sus hombres lo asesinaron y nombraron rey a Vitiges, que había sido ministro de Amalasunta. El nuevo rey trató de legitimar su posición casándose con Matasunta, nieta de Teodorico el Grande. Reunió un ejército en Ravena, pero no pudo impedir que Belisario tomara Roma. Aquí entraron en conflicto los dos papas, Silverio y Vigilio I. El primero defendía el catolicismo y el segundo el monofisismo. Teodora trató de que Silverio desautorizara el concilio de Calcedonia y, ante su negativa, logró que fuera desterrado en 537, tras lo cual no tardó en morir. Vigilio I fue finalmente reconocido como papa y condenó a su predecesor, san Silverio. Vitiges puso sitio a Roma.

La rebelión de Nika había destruido la basílica de Constantino, la principal iglesia de Constantinopla. Después de cinco años una nueva iglesia estaba lista para su inauguración. Era la iglesia de Santa Sofía, esto es, la iglesia de la Sabiduría Divina. Fue construida sobre las ruinas de la anterior, pero sobre un perímetro mayor. Los muros eran de mármol pulido de varios colores, contaba con columnas talladas en piedras diversas, entre ellas un feldespato de color rojo púrpura llamado pórfido y un mármol verde veteado llamado mármol serpentino. En la decoración destacaba un nuevo arte que se había desarrollado bajo el reinado de Justiniano: el mosaico. Se trataba de figuras formadas con pequeños trozos de vidrio de colores o de vidrio trasparente sobre hojas de oro. Pero lo más espectacular era la cúpula. Desde hacía unos cuarenta años, los arquitectos de Asia Menor habían perfeccionado una técnica para colocar una cúpula hemisférica sobre un soporte cuadrado, de modo que la parte inferior de la cúpula podía perforarse con muchas ventanas sin perder su estabilidad. La cúpula de Santa Sofía era tan grande y tenía tantas ventanas que todo el interior de la iglesia recibía la luz del sol y los mosaicos brillaban en un sorprendente juego de luces. Se cuenta que cuando Justiniano la vio acabada gritó "¡Salomón, te he superado!".

En Japón la dinastía del Yamato había ido asimilando paulatinamente la cultura china a través de Corea. Así llegó a la isla la elaboración de la seda, la escritura, el papel, la cerámica barnizada, la arquitectura y algunos elementos de la cultura confucionista y taoísta. En un momento dado, el soberano cambió su título (miyatsuko) por el título chino de emperador (tenno). Unos dos siglos más tarde el emperador japonés encargó la redacción de un par de obras "históricas" con el fin de legitimar su dominio. En ellas se relata que el Imperio fue creado por Jimmu, que era nieto de Amaterasu, la diosa del Sol. Así, el Imperio Japonés resulta ser el estado más antiguo del mundo, con una línea imperial ininterrumpida que se remonta a los primeros padres, Izanagi e Izanami a través de Amaterasu, la diosa del Sol, que instituyó el Imperio por decreto divino y dio superioridad al emperador por encima de todos los demás. Esta historia figuraba todavía en los libros de texto oficiales de la escuela primaria japonesa a mediados del siglo XX.

El año 538 se considera el inicio del periodo histórico japonés. Fue el año en que el budismo se convirtió en religión oficial, aunque también pervivió la vieja religión animista. Muchos aristócratas japoneses iban a estudiar a China, mientras que los monjes budistas coreanos se instalaban en la corte japonesa. Esto produjo tensiones sociales que se canalizaron a través de la rivalidad entre dos clanes: el clan Soga, favorable al budismo y a la cultura china, y el clan Mononobe, partidario de los cultos indígenas y del aislamiento político del Yamato.

Por esta época, un misionero britano llamado Gildosio, que había estado predicando el cristianismo por Irlanda y Britania, se retiró a la isla de Houat, donde atrajo pronto seguidores y fundó el monasterio de Rhuis.

Belisario resistía en Roma el asedio de Vitiges. Parece ser que Justiniano no le envió los refuerzos necesarios. Esto puede interpretarse como signo de que el emperador recelaba de un general excesivamente victorioso, pero también pudo deberse simplemente a que Justiniano pretendía seguir la estrategia que caracterizó al Imperio oriental a lo largo de toda su historia: obtener victorias con pocos recursos a base de evitar enfrentamientos directos. En cualquier caso lo cierto es que se generó una tensión entre Belisario y Justiniano. El emperador envió a Roma a Narsés, un eunuco que se había ganado la confianza de Justiniano durante la insurrección de Nika y que desde entonces se había convertido en el hombre más influyente de Constantinopla, después de los propios Justiniano y Teodora. Belisario consideró que Narsés no era más que un espía, y no se llevó bien con él. Logró que Vitiges abandonara el asedio y en 539 fue él quien puso sitio a Ravena.

Mientras tanto, el franco Teodeberto se lanzó al saqueo sobre Italia y logró varias victorias tanto contra los ostrogodos como contra el ejército imperial.

En 540 Narsés tuvo que volver a Constantinopla. Vitiges acababa de solicitar la rendición, pero según la versión que Narsés llevó al emperador (no está claro que sea cierta), Vitiges había ofrecido su rendición ante Belisario, no ante Justiniano. Entonces Justiniano envió sus propios negociadores para tratar con los ostrogodos por encima de Belisario. Ofreció un reparto de Italia: el sur para el Imperio, el norte para los ostrogodos. Belisario no aceptó estos términos y estrechó el asedio, hasta que los ostrogodos tuvieron que rendirse incondicionalmente. Justiniano otorgó a Vitiges el título de patricio y le dio unas tierras en Asia Menor.

Mientras tanto, los persas, conscientes de que Justiniano estaba demasiado implicado en el Oeste para poder ocuparse debidamente del Este, invadieron Siria sin previo aviso y llegaron hasta el Mediterráneo. Pusieron sitio a Antioquía y ofrecieron respetarla a cambio de media tonelada de oro. La oferta fue rechazada, así que la ciudad fue saqueada.

En 541 los ostrogodos eligieron rey a Erarico, pero fue apuñalado al poco tiempo en un banquete. El nuevo rey pasó a ser Totila. Justiniano destinó a Belisario al frente persa, y Totila aprovechó la circunstancia para tratar de reconstruir el reino ostrogodo. Ese mismo año Justiniano emprendió ciertas reformas administrativas en el Imperio, entre las que estuvo la eliminación definitiva del consulado. Hacía ya siglos que el consulado era un cargo meramente honorífico, sin ninguna función real, y ahora, después de más de mil años de su institución, desaparecía para siempre.

Mientras tanto el duque visigodo Teudiselo logró expulsar definitivamente a los francos de la península ibérica. El rey Teudis, alarmado por la expansión de Justiniano, tomó la plaza africana de Septem (Ceuta) en 542, si bien pronto fue reconquistada por el ejército imperial. Belisario logró detener el avance del rey persa Cosroes I. Mientras tanto Constantinopla tenía que hacer frente a la primera de una serie de epidemias de peste bubónica que iban a castigarla durante los años siguientes.

La labor de Belisario frente a los persas se vio nuevamente entorpecida por las tensiones con el emperador. En 543 se le ordenó volver a Constantinopla. Mientras tanto Totila conseguía cada vez más éxitos en Italia, que culminaron con la toma de Cumas y Nápoles.

El cristianismo estaba penetrando lentamente en Nubia. Un misionero monofisita llamado Julián convirtió al rey de Nobatia, mientras que el reino de Makuria no tardó en aceptar el cristianismo bizantino. En cambio, más al sur, en Alodia, triunfó también el monofisismo.

En 544 Totila puso sitio a Roma y Justiniano tuvo que enviar a Belisario de nuevo a Italia.

En 545 murió, retirada en un convento, santa Clotilde, la viuda del rey franco Clodoveo I. También murió el jurista Triboniano, que fue recordado como "el más sabio de su tiempo". Los persas firmaron finalmente la paz con el Imperio, si bien Justiniano tuvo que entregar para ello una tonelada de oro.

En 546 Totila asedió Roma por segunda vez, y ahora logró ocuparla sin que Belisario pudiera evitarlo, pues su ejército era sin duda alguna inadecuado. Aquí acabó la suerte de Roma. Los ostrogodos derribaron sus murallas y destruyeron sus acueductos. La ciudad se quedó sin su agua corriente y su alcantarillado. Las tierras altas se quedaron sin agua y las bajas se convirtieron en marismas plagadas por la malaria. En 547 Belisario logró tomar Roma. Ese mismo año murió san Benito, el fundador de la orden benedictina.

Justiniano había realizado un nuevo gesto de acercamiento a los monofisitas al condenar la obra de tres obispos a los que los monofisitas acusaban de nestorianos. Eran Teodoro de Mopsuesto, Teodoreto de Ciro e Ibas de Edesa. Los tres habían muerto años atrás. La medida fue bien recibida en Oriente, pero en la propia Constantinopla y en Occidente suscitó una polémica conocida como el asunto de los tres capítulos. El problema era que Teodoreto de Ciro había destacado en el concilio de Calcedonia, donde se había condenado el monofisismo, por lo que en Occidente se entendía que al condenar su obra se ponía en entredicho la resolución del concilio. Justiniano logró que el patriarca de Constantinopla ratificara la prohibición, y a continuación llamó a la capital al papa Vigilio, para que hiciera otro tanto. La actitud de Vigilio fue ambigua, pero en 548 ratificó la condena. Poco después, un concilio celebrado en Cartago excomulgó al papa. Vigilio, asustado, se retractó de su decisión, pero con ello no evitó que el obispo de Aquilea (Italia) negara la autoridad papal. La polémica se paralizó momentáneamente a raíz de la muerte de la emperatriz Teodora.

También murió el rey de Austrasia Teodeberto I, que fue sucedido por su hijo Teodebaldo. Mientras tanto, Belisario, frustrado por la falta de recursos, solicitó dejar Italia y regresar a Constantinopla, donde pasó a dirigir la guardia imperial. Totila no tardó en recuperar Roma. A finales de año murió asesinado el rey visigodo Teudis, y fue sucedido por su general Teudiselo, pero apenas un mes después, ya en 549, fue también asesinado en un banquete. El nuevo rey fue Agila, pero su reinado se vio enturbiado por numerosas conspiraciones de la nobleza visigoda.

Los filósofos griegos que marcharon a Persia cuando Justiniano cerró la Academia de Atenas se encontraron con que Persia no era lo que habían esperado. Cosroes I no los persiguió, pero tampoco se ocupó mucho de ellos, así que decidieron volver a Grecia. Para ello recibieron la ayuda del rey, que negoció con Justiniano para que les permitiera volver (aunque se les mantuvo la prohibición de enseñar). Cuando murieron, pocos años después, con ellos murió el paganismo griego.

En 550 el rey ostrogodo Totila extendió sus conquistas por el sur de Italia y dominó las islas: Sicilia, Córcega y Cerdeña.