Durante a nova organização do império por Diocleciano, a Numídia foi dividida em duas províncias: o norte se tornou a Numídia Cirtense, com a capital em Cirta, e o sul, que passou a incluir os Montes Aurès, controlado por bandidos, tornou-se a Numídia Militar ou Numídia Miliciana, com capital na base legionária de Lambésis. Depois disso, o imperador Constantino I reuniu-as novamente numa única, sediada em Cirta (agora rebatizada como "Constantina", a moderna Constantina, Argélia em sua homenagem). Seu governador foi promovido para o cargo de consular ("consularis") em 320 e a província permaneceu como uma das sete províncias da Diocese da África da Prefeitura pretoriana do Oriente até a invasão dos vândalos em , que iniciou a sua lenta derrocada, que foi acompanhada de ampla desertificação de suas terras. A província permaneceu sob controle dos vândalos, ainda que, já nesta época, as investidas dos berberes tenham limitado esse controle às faixas costeiras. O domínio romano foi restabelecido após a Guerra Vândala, quando a região se tornou parte da nova Prefeitura pretoriana da África. Entre 696 e 708, a Numídia foi invadida e conquistada pela armada muçulmana.