בשולי אירוע זה מופיעה דמותו של עקילס הגר, גר צדק שהתגייר עוד לפני מרד בר כוכבא, בתקופת התנאים; זהו מחבר תרגום עקילס של התורה ליוונית, שנעשה על דעת רבי יהושע ורבי אליעזר. לפי רוב הדעות, עקילס היה קרוב משפחתו של הקיסר הרומי אדריאנוס; לפי אפיפניוס, הקשר המשפחתי של עקילס עם אדריאנוס נבע מקשר נישואין בין משפחותיהם. אפיפניוס כותב עוד, כי עקילס נשלח לירושלים בשנה ה-12 לשלטון אדריאנוס (שנת 129/130) בהוראת הקיסר, בתפקיד רשמי, כדי לפקח על בניית העיר האלילית "איליה קפיטולינה" על חורבות ירושלים כקולוניה רומית, כולל הקמת מקדש אלילי על חורבות בית המקדש. במהלך אותה שליחות - לפי אפיפניוס - התוודע עקילס מקרוב ליהדות, ובהמשך התגייר.
מרד בר כוכבא.
במרד בר כוכבא קמו יהודי ארץ ישראל כנגד שלטון האימפריה הרומית, בימי הקיסר אדריאנוס, בין השנים 132–136 לספירה. בראש המרד עמד שמעון בר כוכבא שזכה לתמיכת חלק מחכמי דורו ובראשם רבי עקיבא. המרד נחל הצלחה בתחילתו, אך בהמשך דוכא ביד ברזל. מאות אלפי יהודים נהרגו והיישוב היהודי בארץ ישראל הדלדל וכמעט וחרב. שלוש השנים בהן שלט בר כוכבא בממלכת יהודה, היו לתקופת העצמאות האחרונה של עם ישראל בארצו, עד להקמתה של מדינת ישראל 1812 שנה מאוחר יותר. ניתוח המקורות באשר לסיבות שגרמו לפריצתו של מרד בר כוכבא, מצביע על שתי סיבות אפשריות שהובילו למרד: בנייתה של איליה קפיטולינה, וגזירת איסור המילה. יש מחלוקת בין החוקרים איזו מהסיבות הללו דחפה יותר לפריצת המרד: בניית העיר האלילית או גזירת הקיסר על המילה – או שמא שתי הסיבות גם יחד.
על פי אוסביוס בניית העיר הרומית הייתה למעשה תוצאה של המרד ברומאים. עניין זה תואם את המגמתיות של אוסביוס שהאמין כי דיכוי המרד באכזריות היה עונש ראוי ליהודים; זה היה רצונו של האל בתגובה לדחיית בנו המשיח. כך שימשה בניית איליה קפיטולינה - כהוכחה לטעותה היסודית של היהדות. לעומת זאת, על פי עדותו של קסיוס דיו, הקמתה של איליה קפיטולינה ובתוכה הקמת מקדש זאוס בהר הבית היו הסיבה למרד - ולא תוצאות דיכויו, כפי שטוען אוסביוס. ישנם חוקרים "הרמוניסטים" הטוענים כי אין כל סתירה בין העדויות. לדעתם, ההכרזה על הקמת העיר אכן הייתה לפני המרד ושימשה כגורם הישיר למרד, אך הצעדים הדרסטיים של הקמת העיר, הסבת שמה של ירושלים לאיליה קפיטולינה, בניית מקדש נוכרי ושינוי שם הפרובינקיה כולה – כל אלה באו לאחר דיכוי המרד.
לא ברור מה עלה בגורלה של ירושלים/איליה קפיטולינה במהלך המרד. הראיה העיקרית לטענת החוקרים כי בר כוכבא לא כבש מעולם את ירושלים, וכי במהלך כל המלחמה נשארה העיר בידי הרומאים - היא העובדה שבין למעלה מחמישה-עשר אלף המטבעות שנמצאו בחפירות בירושלים, רק שלושה הם מטבעות של בר-כוכבא: אחד התגלה במצודה, ושניים התגלו ליד הכותל הדרומי של הר הבית. רוב החוקרים מניחים שמטבעות אלו הובאו לירושלים בידי חיילים רומאיים שבזזו אותם כשלל מידי המורדים. במאמר משנת 2008, טוען יהושע זלוטניק כי המספר הקטן של מטבעות איליה קפיטולינה מתקופת אדריאנוס שנמצאו בירושלים אינו מצביע על כך שמטבעות כאלו נדירים; המטבעות מייצגים חמישה מתוך תשעה דגמים שנטבעו בימי אדריאנוס, כך שיש עוד סוגים של מטבעות איליה קפיטולינה שלא נמצאו בתחומי העיר. מכאן שטענת מיעוט מטבעות בר כוכבא שנמצאו בירושלים, אינו משמעותי כפי שאותם חוקרים חשבו.
בגלל דלות הממצאים הארכאולוגיים ומחוסר מקורות היסטוריים, קשה היום להכריע בשאלה האם נכבשה ירושלים על ידי המורדים, אם לאו.
דיכוי המרידה גרר צעדי ענישה קשים. פעולות הענישה, הקרויים במקורות "גזרות השמד", מלמדות על רצונו של אדריאנוס לפתור את "בעיית היהודים". האוכלוסייה היהודית של יהודה לא התאוששה עוד ממרד בר כוכבא. עם סיומו, היהודים חדלו מלהיות רוב בארץ ישראל בכלל, במיוחד ביהודה, והמרכז היהודי עבר לגליל. בנוסף, היהודים סבלו משורה של גזירות שהטיל אדריאנוס, שמטרתן הייתה לעקור את האלמנטים הלאומיים של הקהילה היהודית ביהודה - אלו "גזירות השמד של אדריאנוס", הכוללות איסורים על המילה, על סמיכת חכמים ועל שמירת השבת, שהופעלו בכל חומרתן. בפועל, העיר האלילית איליה קפיטולינה נבנתה על חורבות ירושלים, ועל יהודים נאסר להיכנס או לגור בה.
לאחר המרד ועד התקופה הביזנטית.
המחקר המודרני מגשש באפלה באשר לתולדות העיר איליה קפיטולינה לאחר מרד בר כוכבא. המקורות ההיסטוריים הראשוניים (ה"ספרותיים") והממצא הארכאולוגי דלים ביותר. אין כל ראיה המעידה על כך שהשלטון הרומי באיליה קפיטולינה עסק בפיתוחה של העיר; ידוע אמנם שהרומאים עסקו בסלילת כבישים, והוכחה למפעל זה הן אבני מייל מהמאה השנייה שנחשפו בחפירות שונות. העיר התפתחה - אם בכלל - בקצב איטי, ורוב תושביה היו וטרנים משוחררי הלגיון העשירי, חייליו ומפקדיו שחנו בירושלים מאז שנת 70. העיר הייתה קולוניה רומית, ובה כל המוסדות והסממנים הטיפוסיים - פורום, ומקדשים לאלי רומא. בסמוך לשנת 400 נטש הלגיון העשירי את העיר ומפקדתו עברה לאילת, כשבעיר נותרה רק הקוהורטה המאורית. העיר קפאה למעשה על שמריה עד לשלהי המאה הרביעית אז הפכה לעיר נוצרית ומרכז עלייה לרגל.
המקורות הערביים בתקופה המוסלמית המוקדמת קראו לירושלים "אִילִיַא", על פי שמה הלטיני.
טופוגרפיה של איליה קפיטולינה.
בחפירות הארכאולוגיות של ירושלים בולטים בהיעדרם ממצאים מהתקופה הרומית; ההנחה היא כי איליה קפיטולינה הייתה בעיקרה עיר צנועת ממדים ובנויה בדלילות. מעט העדויות שכן נמצאו מאפיינות בעיקר מבנים פשוטים - כגון שרידי רעפים וצינורות חרס; נמצאו מעט מאוד שרידים של מבנים אותם ניתן לתארך וליחס לאיליה קפיטולינה.
המערך העירוני.
תוכנית איליה קפיטולינה תאמה את המקובל בתכנון אורבני בתקופה הרומית, בעיר נסללו רחובות ישרים ככל האפשר שהצטלבו אחד עם השני ונבנו תוך התחשבות במציאות הטופוגרפית. בירושלים החרבה מציאות זו הוכתבה על ידי מתחם הר הבית, הקטע הדרומי של החומה המערבית ומצודת העיר, שבהם שכן (ככל הנראה) מחנה הלגיון העשירי. בכרוניקון פסחלה מן המאה השביעית לספירה, ונסמך על כתבים הקדומים לו, יש התייחסות לבניית איליה קפיטולינה על ידי אדריאנוס, ותיאור קצר של כמה מבני ציבור בעיר: מוזכרים שני בתי מרחץ ציבוריים, תיאטרון, מבנה הקרוי טריקאמרון (ככל הנראה מקדש עם שלוש לשכות), מבנה הקרוי טטראנימפון (ככל הנראה מבנה לבריכה), דודקאפילון (מבנה בן תריסר שערים) ומבנה הקרוי קודרה. ממבנים אלו לא נותר אף שריד ואין יודעים היכן עמדו.
בתוך מערך הרחובות הכאוטי והמפותל של העיר העתיקה של ירושלים בולטים רחובות הנמשכים לאורך ולרוחב העיר בקו ישר, והמצטלבים אחד עם השני בזווית ישרה, לפי המתווה הקלאסי של תוכנית ערים רומית ובהתאמה לתמונת-מפת ירושלים הידועה כמפת מידבא. מתווה זה נסקר עוד במהלך המאה ה-19 על ידי צ'ארלס וילסון ומיוצג במפת איליה קפיטולינה ששרטט חוקר ירושלים לואי-איג ונסאן בשנת 1912. עד היום מהווה מפה זו את הבסיס להצגה ושחזור של איליה קפיטולינה, והיסוד לגישה המחקרית הקובעת כי רחובות ירושלים בת זמננו מושפעים מתוואי העיר הרומית, שהייתה הבסיס לעיר הביזנטית, וזו הייתה תשתית העיר הערבית, הצלבנית והעות'מאנית, והערים הללו הושפעו מהטופוגרפיה של ירושלים בימי הבית השני.
הרחובות העיקריים של העיר נמתחו משער שכם לכוון דרום. רחוב אחד ראשי חצה את העיר לשניים, ובמרכז העיר הוא מתפצל לשלושה שווקים ומצטלב עם רחוב דוד, הנמתח מזרחה משער יפו. ציר אורך ראשי זה מתאים לרחוב שנודע מהתקופה הרומית כקארדו מקסימוס. רחוב ראשי נוסף יצא דרומה מרחבת שער שכם ('שער דמשק' באנגלית) ושימש כקארדו משני, בנתיב ציר התנועה הטבעי של העיר לאורך הגיא המרכזי, על תוואי הרחוב הראשי של ירושלים מימי הבית השני.
הפורום.
באיליה קפיטולינה נבנו פורום מרכזי ופורום מזרחי ששימשו כאזור הציבורי המרכזי, כפי שהיה מקובל בערי רומא העתיקה. הפורומים עוצבו בצורה של כיכר או מספר כיכרות מחוברות ולפי קווי המתאר של הפורום רומאנום בעיר רומא.
מיקומו של הפורום העירוני של איליה קפיטולינה היה ככל הנראה בהצטלבות של הקארדו מקסימוס והדקומנוס, כלומר באזור המוריסטאן. במהלך המאה ה-19 נחשפו במתחם הכנסייה הרוסית שרידי קשת שייתכן ושימשה כשער הכניסה הצפוני של הפורום, וונסן שיחזר על סמך הממצאים מבנה בדוגמת שער ניצחון בעל 3 פתחים שבשיאו התנשא לגובה 12 מטרים. החוקרים מניחים כי במקום בו עומדת כנסיית הקבר עמדו מקדש ובסיליקה שהיו חלק בלתי נפרד מכל פורום רומאי; אוסביוס אכן מתאר מקדש רומאי במקום בו עומדת כנסיית הקבר, ושרידים רומאיים שזוהו באזור הכנסייה הקופטית זוהו כפינת המתחם המקודש עליו ייתכן ועמד המקדש או הבסיליקה. שרידים נוספים שנחפרו אינם מאפשרים ליצור תוכנית ברורה.