Από πολύ νωρίς διαδόθηκε ο χριστιανισμός στη Θεσσαλία που μόλις το 732-733 μ.Χ. πέρασε στη δικαιοδοσία του πατριάρχη Κωνσταντινουπόλεως όντας νωρίτερα, ως μέρος του ανατολικού ιλλυρικού, στη δικαιοδοσία του Πάπα Ρώμης. Διάσπαρτα είναι τα παλαιοχριστιανικά κτήρια, κυρίως βασιλικές. Τέσσερις βασιλικές, οι τρεις με ψηφιδωτά δάπεδα, εντοπίστηκαν στο νομό Τρικάλων. Στο νομό Καρδίτσας, τρίκλιτη βασιλική ελληνιστικού τύπου, χτίστηκε πάνω σε ιερό της Αθηνάς, ενσωματώνοντας αρχαίο υλικό στην τοιχοδομία της. Τέσσερις είναι οι βασιλικές στο νομό Λάρισας. Στο χώρο της βασιλικής του Φρουρίου βρέθηκαν πολλοί τάφοι, ο πρώτος από τους οποίους ανήκει πιθανόν στον Άγιο Αχίλλειο, πρώτο αρχιεπίσκοπο Λάρισας. Περιστέρι με κλαδί ελιάς μέσα σε κύκλο ήταν το κεντρικό θέμα του ψηφιδωτού δαπέδου στο νάρθηκα της βασιλικής Ελασσόνας. Κατά την αποκόλλησή του αποκαλύφθηκαν τάφοι καλυβίτες και δίδυμος καμαροσκεπής. Βρέθηκαν επίσης παλαιοχριστιανικό νεκροταφείο, δεξαμενή και ένα αστικό κτίσμα του 7ου αιώνα μ.Χ. με μεγάλο ψηφιδωτό δάπεδο. Εικονίζονται ο Διόνυσος και μορφές που σχετίζονται με τη λατρεία του, ο Πάνας, σκηνές κυνηγιού και προσωποποιήσεις των τεσσάρων εποχών, θέματα «εθνικών», απομονωμένα ανάμεσα στα ψηφιδωτά δάπεδα των βασιλικών με τα γεωμετρικά σχήματα, τα παγόνια και τα πουλιά που πάνε να πιουν από το «ύδωρ της ζωής», τα λίγα φυτικά μοτίβα. Τα σημαντικότερα και περισσότερα παλαιοχριστιανικά μνημεία της Μαγνησίας αποκαλύφθηκαν στις Φθιώτιδες Θήβες (Νέα Αγχίαλος) και στη Δημητριάδα. Το μεγαλύτερο μνημείο της Νέας Αγχιάλου είναι το συγκρότημα τριών επάλληλων βασιλικών «του Αρχιερέως Πέτρου» που καταλαμβάνουν χώρο 7.000 τ.μ. έχοντας κτιστεί πάνω σε μυκηναϊκά και υστερορρωμαϊκά ερείπια. Άλλες βασιλικές είναι του Αγίου Δημητρίου, του Επισκόπου Ελπιδίου, η βασιλική Μαρτυρίου, οι βασιλικές Ε΄και Θ΄, μια κοιμητηριακή βασιλική, τρίκλιτος ιδιότυπος ναΐσκος, υπόκαυστα, ιδιωτική έπαυλη, παλαίστρα και γυμνάσιο, πλακόστρωτη λεωφόρος, βαπτιστήριο, «επισκοπικό μέγαρο», νεκροταφείο, συγκρότημα δημοσίων κτηρίων και μεγάλο κτήριο με ψηφιδωτά δάπεδα. Στην αρχαία Δημητριάδα βρέθηκε η βασιλική της Δαμοκρατίας, κοσμικό αψιδωτό κτήριο και κοιμητηριακή βασιλική. Στον Βόλο αποκαλύφθηκαν τμήματα του τείχους, βασιλική, λουτρό και νεκροταφείο. Βασιλικές και άλλα παλαιοχριστιανικά λείψανα βρέθηκαν και σε άλλες πόλεις και οικισμούς (Πλατανίδια, Λάι, Θεοτόκου, Χόρτο, Λεφόκαστρο, Μηλίνα και Ολιζών) και, από τις Βόρειες Σποράδες, στη Σκιάθο, τη Σκόπελο και την Αλόννησο.