Kort efter Maxentius’ nederlag mødtes Konstantin med Licinius i Mediolanum (det moderne Milano) for at bekræfte en række politiske og dynastiske aftaler. Et produkt af dette møde er blevet kendt som Milano-ediktet, som udvidede tolerancen til de kristne og gav dem alle personlige og korporative ejendele, som var blevet konfiskeret under forfølgelsen, tilbage. De bevarede kopier af dette dekret er faktisk de kopier, som Licinius har udsendt i de østlige dele af imperiet. Men Konstantin gik langt videre end den fælles politik, der blev aftalt i Mediolanum. Allerede i 313 havde han doneret den kejserlige ejendom i Lateran til biskoppen af Rom, hvor en ny katedral, Basilica Constantiniana (nu San Giovanni in Laterano), snart opstod. Sebastian-kirken blev sandsynligvis også påbegyndt på dette tidspunkt, og det var i disse tidlige år af hans regeringstid, at Konstantin begyndte at udstede love, der gav kirken og dens præster skattemæssige og juridiske privilegier og immuniteter fra borgerlige byrder til kirken og dens præster. Som han sagde i et brev fra 313 til prokonsulen i Afrika, skulle det kristne præsteskab ikke distraheres af verdslige embeder fra deres religiøse pligter “…for når de er frie til at yde den højeste tjeneste for Guddommen, er det indlysende, at de giver store fordele for statens anliggender.” I et andet af disse breve, der var rettet til biskoppen i Karthago, nævnte Konstantin den spanske biskop Hosius, som senere i regeringstiden var vigtig som hans rådgiver og muligvis – da han meget vel kan have været sammen med Konstantin i Gallien før felttoget mod Maxentius – medvirkende til kejserens omvendelse.
Konstantins personlige “teologi” fremstår med særlig klarhed i en bemærkelsesværdig række breve, der strækker sig fra 313 til begyndelsen af 320’erne, og som vedrører det donatistiske skisma i Nordafrika. Donatisterne fastholdt, at de præster og biskopper, der engang var faldet fra den kristne tro, ikke kunne blive genindlemmet i kirken. Konstantins største bekymring var, at en splittet kirke ville fornærme den kristne Gud og dermed bringe guddommelig hævn over Romerriget og Konstantin selv. Skisma var efter Konstantins mening inspireret af Satan. Dets tilhængere handlede på trods af Kristi nåde, hvilket de kunne forvente evig fordømmelse for ved den sidste dom. I mellemtiden var det op til de retfærdige medlemmer af det kristne samfund at udvise tålmodighed og langmodighed. Derved ville de efterligne Kristus, og deres tålmodighed ville blive belønnet i stedet for martyrdøden – for i en tid med fred for kirken var det ikke længere muligt for kristne at lide martyrdøden. Konstantin var gennem hele tiden ikke i tvivl om, at det både var hans personlige pligt og en passende brug af sin kejserlige stilling at fjerne vildfarelser og udbrede den sande religion. Hans krav om at være “biskop for dem uden for kirken” kan fortolkes i dette lys. Andre udtalelser af denne art, som blev udtrykt i breve til kejserlige embedsmænd og til kristne præster, viser, at Konstantins engagement i kristendommen var mere fast og mindre tvetydigt, end nogle har antydet. Eusebius bekræftede, hvad Konstantin selv troede: at han havde et særligt og personligt forhold til den kristne Gud.
Konstantins anden involvering i et kirkeligt spørgsmål fulgte efter Licinius’ nederlag, men kontroversen om arianismen, med dens indviklede udforskninger af den præcise natur af treenigheden, der var formuleret på vanskeligt græsk, var lige så fjernt fra Konstantins uddannelsesmæssige baggrund som fra hans utålmodige, presserende temperament. Koncilet i Nikæa, der blev åbnet i forsommeren 325 med en tale fra kejseren, var allerede blevet forudgået af et brev til hovedpersonen, Arius af Alexandria, hvori Konstantin erklærede, at han mente, at striden kun blev fremmet af overdreven fritid og akademiske stridigheder, at det omstridte punkt var trivielt og kunne løses uden problemer. Hans optimisme var ikke berettiget: hverken dette brev eller selve koncilet i Nikæa eller det andet brev, hvori Konstantin opfordrede Konstantin til at acceptere dets konklusioner, var tilstrækkeligt til at løse en strid, hvor deltagerne var lige så uforsonlige, som de teologiske spørgsmål var subtile. I mere end 40 år efter Konstantins død var arianismen faktisk den officielle ortodoksi i det østlige rige.
Koncilet i Nikæa faldt næsten nøjagtigt sammen med festlighederne i forbindelse med 20-årsdagen for Konstantins regeringstid, hvor biskopperne, som gengæld for den kompliment, der blev givet ved kejserens deltagelse i deres koncil, var ærede deltagere. Men Konstantins besøg i Vesten i 326 for at gentage festlighederne i Rom medførte den største politiske krise i hans regeringstid. Under sit fravær fra Østen lod Konstantin af uvisse årsager sin ældste søn, vicekejser Crispus, og sin egen hustru Fausta, Crispus’ stedmor, dræbe. Besøget i Rom var heller ikke en succes. Konstantins afvisning af at deltage i en hedensk procession fornærmede romerne, og da han rejste efter et kort besøg, var det for aldrig at vende tilbage.