Etter hvert som byen vokste, ble den berømte doble forsvarslinjen til de theodosianske murene bygget på 500-tallet. De var lokalisert omtrent 2 km vest for den gamle konstantinske murene. Selv om de andre delene av veggene var mindre forseggjorte, var de, når de var godt bemannet, nesten uinntagelige for enhver beleiring under middelalderen. Bymurene reddet byen, og det bysantinske riket (Østromerriket) med den, under beleiringer av blant annet den avar-sasaniske koalisjonen under beleiringen av byen io 626, arabere, rusere og bulgarere. Festningsverkene beholdt sin nytte etter framkomsten av krutt og kanoner, som spilte en rolle i byens fall til osmanske styrker i 1453, men som ikke var i stand til å bryte gjennom murene.