Aber auch die umfangreichen Befestigungen konnten die dauernde Bedrohung der Grenzen des Imperiums nicht mindern. Nach den erneuten Einfällen der Quaden und Sarmaten versuchte Valentinian I. (364-375), der letzte in Pannonien geborene römische Kaiser, noch einmal eine Erneuerung und Stärkung römischen der Machtposition an der mittleren Donau. Im Rahmen seines breit angelegten Fortifikationsprogramms wurde an manchen Grenzabschnitten ausser den üblichen Rekonstruktionsarbeiten auch eine dichte Kette von Wachttürmen erbaut. Zur Sicherung der Versorgung des Heeres wurden an der Donau auch Brückenköpfe errichtet - mit Türmen befestigte Häfen, da zu weitere Festungen am linken Ufer auf barbarischem Gebiet. Dies rief bei den Quaden erheblichen Unmut hervor, und als ihr König Gabinius ermordet wurde, fielen sie im Jahre 374 mit ihren einstigen Verbündeten, den Markomannen und Sarmaten, in die Provinz ein. Im Frühjahr 375 unternahm Valentinian I. eine erfolgreiche Strafexpedition gegen die Quaden. Bei den nachfolgenden Friedensverhandlungen mit den Quaden in Brigetio erzürnten ihre Forderungen den Kaiser derart,  dass er einen Schlaganfall erlitt und jäh starb.

Nach seinem Tode kam es in den machtpolitischen Verhältnissen an der Donau zu einem grundsätzlichen Wandel. Während die quadisch-sarmatischen Einfälle für Pannonien gefährlich waren, bedrohten die Angriffe der Goten an der unteren Donau die Existenz und den Zusammenhalt des Römischen Reiches insgesamt. Nach der vernichtenden Niederlage der römischen Armee bei Hadrianopel im Jahre 378 zerfiel der militärische Schutz der Grenzen vollständig, und in mehreren Wellen begannen Ströme barbarischer Stämme in das Reichsgebiet einzudringen. Dieser Zerfall führte zu einer beträchtlichen Abnahme der romanisierten Bevölkerung und zu einem allgemeinen Niedergang. Trotz mehrerer Versuche, die Armee zu reorganisieren, und ungeachtet der Bestrebungen, die Vorherrschaft im pannonischen Gebiet zu erneuern, brach die römische Macht an der mittleren Donau unter diesem konzentrierten Druck der barbarischen Völker völlig zusammen. Die römische Herrschaft in Pannonien endete dann definitiv mit den Einfällen der Hunnen. Der wesentliche Teil Pannoniens wurde ein Bestandteil ihres Reiches.

Der Aufbau des nordpannonischen Limes

Die römische Armee

Bewaffnung und Ausrüstung der römischen Soldaten

Das römische Heer, seine Aufgaben und Bedeutung

Die Markomannenkriege - Konfrontation an der Donau

Blütezeit und Niedergang