Пловдив става част от Римската империя през 46 г., когато император Клавдий обособява провинция Тракия. Именно тогава градът започва да се утвърждава като ключов административен и търговски център, а последвалите десетилетия носят истински разцвет за древния Филипопол. Изграждат се обществени сгради, форуми, крепостни стени и представителни пространства, част от които и днес могат да бъдат видени из града.
Този възход обаче приключва драматично през III век, когато Филипопол преживява едно от най-тежките събития в историята си – готското нашествие, довело до почти пълното унищожение на града.
Най-вероятно градът към 250-а година е бил все още здраво защитен от стените, издигнати през 172 година от Марк Аврелий. В по-ранни времена крепостните стени са ограждали основно Трихълмието, но към края на II век и началото на III-и Филипополис вече е твърде голям и важен. Така защитните съоръжения вече ограждат и Форума или Агората на Пловдив. По времето на Готските нашествия южната крепостна стена е преминавала малко под Форума – приблизително под днешния Военен клуб, площада и подлеза на Тримонциум.
На изток тази крепостна стена е достигала до днешната Малка базилика. На запад е ограждала града около Сахат тепе, а на север – по старото трасе, което е най-видимо и в голяма част експонирано и днес – през Римския стадион, над северната страна на Тунела, покрай Лапидариума и до Небет тепе. Това голямо пространство – от Небет тепе до Тримонциум и от Сахат тепе до Малката базилика – е бил градът, поне защитеният град, през III век по време на готското нашествие.
През 249 година готите нахлуват в днешните български земи. Преминават Дунав и водят поредица битки в римските провинции Мизия и Тракия. В Никополис ад Иструм – чиито останки днес са видими близо до Велико Търново – претърпяват поражение от император Деций. След различни маневри между императора и готския лидер Книва, Пловдив е обсаден от готите. Императорът не може да реагира веднага с армиите си, но изпраща писмо до жителите да не се предават или да не влизат в бой, преди той да пристигне с подкрепления.
Смята се, че императорът е останал с армията си в Берое – Стара Загора – за да организира силите си, но готите са били по-бързи и са стигнали Филипополис.
Писмото, което Деций изпраща на високопоставения Приск, е прочетено пред тогавашните филипополски граждани на античния театър. Самият Луций Приск е провинциален управител – по това време градът изглежда е предпочитан като център на провинция Тракия от него. В писмото от императорът се призовава отбраната на града да става само зад стените – да не излизат на битка на открито поле, тъй като са по-неопитни от готите.
Въпреки това готите успяват да превземат града, вероятно след предателство отвътре. Последствията са опустошителни – десетки хиляди жители са избити, други са пленени, а самият град е опожарен и почти сринат до основи.
Самият император Деций също не успява да избегне съдбата си. Малко по-късно той среща готските армии в Мизия, близо до днешния Разград, и загива в битка – оставайки в историята като първия римски император, паднал на бойното поле.
Въпреки трагедията Пловдив постепенно се възстановява. Само век по-късно градът отново е достатъчно значим, за да бъде домакин на важни християнски събития, а именно тогава започва и изграждането на първите части на Голямата базилика – символ, че животът във Филипопол продължава дори след едно от най-мрачните му изпитания.
