Burdigala joue désormais un rôle important dans la vie économique du monde romain. De "civitas stipendaria" (cité soumise à l’impôt), elle devient, au 2e siècle, un "municipe" (cité dont les habitants jouissent de certains droits de la citoyenneté romaine). A la fin du 2e siècle, elle supplante Mediolanum Santonum (Saintes) en tant que capitale de l’Aquitaine seconde, l'une des trois régions administratives de l'Aquitaine romaine. C’est sans doute également l’époque où le christianisme pénètre dans la ville.
Au milieu du 3e siècle, les invasions germaniques en Gaule sont suivies de soulèvements. Elles aboutissent à la création d’un empire gaulois sécessionniste en 260. Cette période de rivalités et de coups d’état voit Tetricus, gouverneur de Burdigala, accéder à la tête de la Gaule. Il est consacré dans sa ville en 270 et se maintient au pouvoir jusqu’en 274, année qui marque le retour de la Gaule dans l’Empire romain.
Après une invasion par les Germains (Francs et Alamans ?), au plus tard en 276 et des destructions, dont la réalité est discutée aujourd’hui par les historiens, Burdigala et son port se retranchent derrière de solides remparts de neuf mètres de hauteur. Construits entre 278 et 290, en partie avec les pierres provenant d’anciens monuments, ils réduisent l’espace de la ville à une trentaine d’hectares. Burdigala ne compte plus que 15 000 habitants environ.