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El 22 de mayo del 337, fallece Constantino, siendo enterrado con una lujosa ceremonia en la Iglesia de los Santos Apóstoles de Constantinopla. Posterior a su muerte los 4 Césares: Constantino II, Constancio II, Dalmacio y Hanibaliano continuaron gobernando sus provincias y tomando decisiones conjuntas en nombre del desaparecido Constantino, sin que ninguno tomase la decisión de proclamarse augusto, lo cual indicaba las tensiones existentes entre ellos.
En septiembre de 337, detonó la tirantez en Constantinopla cuando fueron asesinados los descendientes del segundo matrimonio de Constancio II, haciéndolo responsable a él de dichos sucesos.
En la matanza murieron dos tíos de Constancio y seis de sus primos, incluyendo a Anibaliano y al césar Dalmacio, gobernantes de Ponto y Mesia respectivamente, Julio Constancio, hermanastro de Constantino y padre de Juliano, y todos los miembros de su familia, además de sus principales partidarios; dejando solamente como parientes masculinos de Constantino el Grande a Constancio, a su hermano mayor Constantino II, a su hermano menor Constante y a tres primos: Constancio Galo, Juliano, y Nepociano que eran unos niños.
Constancio junto a sus hermanos se repartieron el imperio, proclamándose augustos. Constancio recibió las provincias orientales, incluyendo Constantinopla, Tracia, Asia Menor, Siria, Egipto y la Cirenaica; Constantino II recibió Britania, la Galia, Hispania y Mauritania Tingitana; y Constante con 13 años, al principio bajo la supervisión de Constantino II, recibió Italia, África, Ilírico, Panonia, Macedonia y Acaya.
Los nuevos augustos continuaron luchando contra los germanos en Occidente y contra el imperio Sasánida de Sapor II en Oriente.
En el año 340, durante la guerra contra los persas Constante, quien había salido perjudicado en el reparto del imperio, cerca de Aquilea le tendió una emboscada a Constantino II resultando muerto en la misma y tomando Constante el control del territorio de su hermano muerto y convirtiéndose en el único gobernante del Imperio de Occidente, el cual comprendía dos tercios del total del Imperio Romano.
Como puede observarse la muerte de Constantino produjo una gran división del Imperio Romano, el cual Constantino había logrado reunificar.