Le déclin amorcé au Bas-Empire romain entraîne une généralisation des abandons et des destructions d'édifices publics et d'habitats, ainsi que la construction d'un système défensif : le rempart du IVe siècle est soigneusement appareillé en pierre et chaînages de briques, renforcé par une cinquantaine de tours et percé de 4 portes.
Les vestiges de cette enceinte sont encore visibles sur la "promenade des remparts", derrière le nouvel hôtel de ville, et à la base de l'hôtel Jacques Coeur.
La ville se referme sur une surface de 25 hectares environ. Son enceinte marque pour toujours la topographie urbaine en délimitant une ville haute dont les rues suivent le tracé elliptique.
Selon la tradition rapportée par Grégoire de Tours, l'Eglise de Bourges aurait été fondée au IIIe siècle par saint Ursin.
De grands évêques : Simplice élu au Ve siècle, Oûtrille et Sulpice au VIIe siècle, jouent un rôle politique et religieux important, dans cette ville encore très romaine dont les évêques garderont pour longtemps la suprématie sur l'Aquitaine.
L'existence d'une ecclesia primitive, puis du groupe cathédral à l'emplacement de la cathédrale actuelle n'est pas prouvée ; elle est toutefois très probable sur ce site, bien avant le sanctuaire roman.
Si l'habitat de cette période nous est inconnu, les textes attestent de nombreuses fondations de basiliques funéraires à la fin du VIe siècle et au début du VIIe siècle : Saint-Oûtrille, Saint-Sulpice, Saint-Symphorien (plus tard Saint-Ursin), Saint-Paul, Saint-Ambroix au siècle suivant... dont les noms sont présents tout au long de l'histoire de Bourges, sont construites hors-les-murs sur des zones funéraires antiques (tel l'oratoire Saint-Martin-des-Champs) ou à proximité des voies d'accès aux portes de l'enceinte. Ces sanctuaires, élevés en mémoire de saints martyrs ou évêques protecteurs de la cité, regroupent peu à peu autour d'eux sépultures et... habitations.
Entre la domination des Wisigoths et la lutte des rois francs contre les ducs d'Aquitaine, des périodes plus calmes voient aussi la création de monastères, pour la plupart réservés aux femmes : Notre-Dame-de-Salles, Notre-Dame-de-Montermoyen, Saint-Pierre-le-Puellier, Saint-Laurent...
L'époque carolingienne est liée à une première domestication des marais et peut-être à la création de l'Yévrette ; cette rivière artificielle rejoignait l'Auron près de l'abbaye Saint-Sulpice.
Proche de celle-ci, le bourg Saint-Sulpice s'est développé autour de son marché et de ses foires.
Les bourgs suburbains et les établissements religieux extra-muros ont probablement souffert des raids des Normands et des Hongrois à la fin du IXe siècle et au Xe siècle.