Etter Konstantins død ble hans legeme fraktet til Konstantinopel og gravlagt i Kirken for de hellige apostler der. Han ble etterfulgt av sine tre sønner med Fausta: Konstantin II, Konstantius II og Konstans. En rekke stekninger ble drept av tilhengere av Konstantius, mest kjent er Konstantins nevøer Dalmatius (som hadde rangen som ) og Hannibalianus, antagelig for fjerne mulige utfordrere til en allerede komplisert etterfølgelse. Konstantin hadde også to døtre, Konstantina (senere erklært som helgen) og Helena (hustru av keiser Julian).