De bloeiperiode werd onderbroken door de invallen van de [[Franken (volk)|Franken]] in het midden van de 3e eeuw die het omringende gebied plunderden en verwoestten. De verdedigingswerken van de stad werden versterkt door [[Publius Licinius Egnatius Gallienus|keizer Gallienus]] en door de keizer van het [[Gallische tegenkeizerkeizerrijk]] [[Postumus]] (259-268), die er resideerde. [[Constantijn de Grote]] liet het sterke bruggenhoofd ''Divitia'' (''[[Köln-Deutz|Deutz]]'') bouwen aan de overkant van de Rijn, dat door eende [[Romeinse brug van Keulen|Romeinse brug]] met de stad was verbonden. In [[355]] kwam de stad toch in handen van de Franken<ref>[[Ammianus Marcellinus]], [http://www.ammianus.info/Vertaling/boek_15.htm#retour13 XV 8.19.]</ref>, maar [[Julianus Apostata|keizer Julianus]] kon ze heroveren hoewel hij gedwongen was de Franken vergaande bevoegdheden te geven in de resulterende vredesverdragen. Voortaan waren de Franken "''[[foederati]]''" (bondgenoten)<ref>'foederati' meervoud van het Latijnse 'foederatus', "verbonden"</ref> van de Romeinen die instonden voor de verdediging van de Rijngrens maar feitelijk hadden ze de rol van de Romeinen overgenomen als de heersende elite.
