Арабо-мусульманское нашествие
Едва администрация и армия были частично восстановлены в восточных провинциях, как начались первые арабские набеги. Арабы, недавно объединившиеся под знаменем религии, проповедуемой пророком Мухаммадом, новизну которой не уловили византийцы, захватили Палестину и одерживали там победы, открывшие им дорогу а Дамаск. Так как локальные войска при их небольшой численности не могли дать адекватный отпор, Ираклий собрал единую имперскую армию, которая была практически полностью уничтожена в августе 636 года в битве при Яруке (притоке Иордана).
Император больше не располагал никакими резервами, чтобы пополнить поредевшие ряды и, так как он не хотел потерять остатки своей армии в бесполезных сражениях, он отвел войска к Анатолии. После коротких осад и переговоров между победителями и горожанами, которые не могли отныне рассчитывать на помощь империи, один за другим пали такие города, как Дамаск, Иерусалим, Антиохия и Кесария в Палестине.
Больше ничто не мешало арабам завоевать Египет, что и произошло в 641 году, несмотря на сопротивление маленькой византийской армии, которая его защищала. Та же участь не могла не постигнуть Александрию, вся власть в которой (исключительный случай!) была сосредоточена в руках патриарха Кира. Дело жизни Ираклия было теперь погублено, но, тем не менее, этот правитель остался в пантеоне византийцев как один из самых великих императоров, наряду с Константином, Юстинианом и Василием И. Со времен Феодосия он был первым императором, который лично командовал армией на полях сражений. Он ввел греческий титул «basileus» (император), что стало символом перемен, свидетельствовавших о специфически греческом характере, который принимала центральная власть.
Арабы, которые в это время расправлялись с персидским царством, двинулись в Месопотамию, а потом в Армению. Армянский царь решил заключить с ними договор, согласно которому он не платил арабам дань, но поставлял им вспомогательные войска при условии не использовать их против Византии. Арабы, используя брошенные византийцами арсеналы, отправились в поход на острова, Кипр и Родос, и разбили императорский флот в 655 году.
Византийцы были спасены благодаря междоусобной войне между халифом Али и наместником завоеванной Сирии Моавией. Эта война завершилась размежеванием шиитов и суннитов и на многие годы приостановила натиск завоевателей. Когда Моавия стал халифом, он приготовился к решительной атаке против Константинополя. Собрав большой флот и не встретив по пути значительного сопротивления, он пересек Малую Азию и в течение четырех лет (674-678) блокировал византийскую столицу. Молодому Константину IV удалось уничтожить часть вражеских кораблей с помощью нового оружия, греческого огня, завезенного в Константинополь сирийским инженером Каллиником; другую часть кораблей разметала буря.
Спасение Константинополя, остановившее натиск арабов, произвело большое впечатление, особенно на Балканах: местные правители прибыли поздравить императора. Эта победа вернула доверие к византийцам, тем более что Моавия даже согласился выплатить дань. Возвращение византийцев на Восток, казалось, было не за горами. Когда в омейядском халифате вспыхнули серьезные волнения после смерти Моавии, Юстиниан II, сын Константина IV, почувствовал, что наступил благоприятный момент. Пополнив свою армию славянским контингентом, Юстиниан II отправился в Армению, дабы вернуть ее под власть Византийской империи, но в 692 году его армия была жестоко разбита.
Это поражение дало арабам значительное превосходство. У них уже была база в Африке, в Кайруане, причем они сумели даже обратить в ислам и сделать своими союзниками некоторые берберские племена. Они захватили остальную часть провинции, хотя и столкнулись с трудностями из-за сопротивления других берберов, которые все же были побеждены. Наконец, в 698 году, несмотря на императорский флот, присланный на помощь, Карфаген окончательно перешел под власть мусульман.
На востоке Византия потеряла Киликйю, которая долго переходила из рук в руки, и Армению, которая управлялась теперь арабским наместником. На многие века граница установилась по безлюдным горам Тавра. Арабы не раз пытались закрепиться на каппадокийском плато, но их всегда выбивали оттуда.
Новый набег на Константинополь, казалось, принесет им полную победу: императорская власть колебалась под тяжестью внутренних раздоров. Изгнанный Юстиниан II вернулся к власти в 705 году, но в 711 году он был опять свергнут, и убит вместе со всей своей семьей. Так кончилась ираклейская династия. В течение нескольких лет Византия была погружена в атмосферу заговоров и переворотов; на троне то и дело сменялись императоры. Мусульмане собрались в новый поход, рассчитывая на бунт Шьва Исавра, стратига фемы Анатолик, который задержал анатолийцев у Константинополя весной 717 года перед приходом врага. В течение года (717-718) грандиозный флот вновь осадил город, но очень суровая зима, набеги болгар в тылу и частичное уничтожение флота заставили осаждавших отступить.
Эта последняя неудача имела большие последствия: мусульмане должны были смириться с существованием христианской империи, тогда как раньше они надеялись объединить Персию и Византию, продемонстрировав тем самым превосходство своей веры. Они больше не пытались занять место Византии; до 700 года они развивали собственные институции, арабизируя управление и распространяя собственную монету — динар.
Второе поражение перед неприступными стенами Нового Рима заставило их обратить свое внимание на Восток: эти изменения окончательно закрепились при Аббасидах, которые перенесли центр власти из Дамаска в Ирак, где немногим позже был основан Багдад. Это означало отказ от захвата христианской столицы.