拜占庭人确信基督教是帝国的立国之本。从罗马帝国时代起，帝国东部的基督教神学就受到犹太教神学和古典希腊哲学的影响。325年5月25日至8月25日，在东罗马的尼西亚召开了第一次尼西亚宗教会议，确立了拜占庭基督教的基本信条，即《尼西亚信经》。381年（君士坦丁堡宗教会议）、431年（以弗所宗教会议）、451年（查尔西顿宗教会议）、553年（君士坦丁堡宗教会议）的四次宗教大会进一步肯定了基督教的国教地位，君士坦丁堡教区的地位也得到确认，在基督教五大教区中仅次于罗马教区。伊斯兰教兴起后，受其“禁止偶像崇拜”的教义影响，在拜占庭帝国发生了破坏圣像运动。787年在尼西亚召开的第七次宗教会议阐释了圣像崇拜和偶像崇拜的区别，拜占庭基督教会的神学体系至此正式确定下来，此后再也没有发生重大变动。这一派宗教后来发展为希腊正教，即东正教。东正教是与天主教、新教并立的基督教三大派别之一，亦称正教。从公元325年尼西亚公会议以后，以君士坦丁堡为中心的东派教会和以罗马为中心的西派教会间，因政治、经济、文化上的差异，矛盾逐渐尖锐。330年君士坦丁一世迁都君士坦丁堡后，两派在谁居教会首席地位的问题上，争斗愈烈。以后历经6～8世纪的"和子句纠纷"和9世纪的佛提乌分裂，以及11世纪东西教会对意大利南部教会控制权的争夺，1054年终于酿成东西教会大分裂。东派教会自9世纪起，已逐渐向保加利亚、基辅罗斯等国发展。1054年后，拜占廷国势日益衰落，罗马教会继续谋求居整个基督教世界首席的地位。1096年教皇乌尔班二世组织十字军东征。1204年，第四次十字军攻占君士坦丁堡。1206年，东正教普世牧首区被迫迁往尼西亚。1261年，拜占廷皇帝弥迦勒八世帕利俄罗戈斯收复首都，牧首区迁回君士坦丁堡。
12世纪后，拜占廷帝国外忧内患频仍。东派教会原有的四大主教区已有两个（安提阿和亚历山大）为穆斯林占领，另一主教区耶路撒冷则为十字军建立的拉丁王国所占。15世纪30年代，奥斯曼土耳其帝国对拜占廷发动进攻，君士坦丁堡向西方求救，教皇尤金四世乘机于1438年召开佛罗伦萨公会议，旨在使东方教会屈服，确立教皇在基督教内的首脑地位。君士坦丁堡普世牧首约瑟二世率领东正教会代表700人参加。会议就炼狱、和子句等教义问题展开争论。由于东正教会让步，次年7月会议签署通过东西教会合一决议，确认教皇为"基督在世代表"，具有全权地位。史称佛罗伦萨合一。后因东派教会内反对派的抵制，迫使参加会议的东派代表声明签字无效，合一终于没有成功。到了1453年拜占廷帝国灭亡，君士坦丁堡成为奥斯曼土耳其帝国的首都。苏丹出于政治考虑，对东正教会采取宽容政策，承认君士坦丁堡普世牧首为被征服的东正教徒总管，其监管范围包括东正教会四大牧首区即君士坦丁堡牧首区、亚历山大里亚牧首区、安提阿牧首区、耶路撒冷牧首区。奥斯曼土耳其帝国以伊斯兰教为国教，君士坦丁堡牧首虽自称具有普世性，实际上处于被征服地位。 在信仰教义上，东正教特别重视对圣母诞神女玛丽亚的敬礼，注重道成肉身教义的意义，不强调人的原罪，因而不十分强调"赎罪论"。正教强调信徒的得救在信靠上帝的拯救同时，应通过自身的善行作为外在的表现。在基督论方面，东正教坚持并只承认教会成立后8个世纪的7次公会议所阐明的教义，强调三位一体。谴责西方教会将《尼西亚信经》"圣灵自父而发"改为"圣灵自父子而发"的行为。
东正教的弥撒实际上把公众礼拜都包括在内。在专为尚未领洗的慕道者安排的诵读长篇经文和诗篇的仪式上，东正教仍然保持了过去的规模。它十分重视讲道，并视之为主教的专职。在信徒弥撒或圣体圣事礼开始前，须先遣散慕道者。弥撒在正教里是作为祭献的概念。这是根据《希伯来书》中基督作为祭司的作用的观念（基督是祭司，是赎罪的牺牲者，是中保）而来。其弥撒仪式，古老而隆重。
在东正教祈祷仪式中，主要一项是颂唱以9首经文赞美歌为基础的9首颂诗。据说它起源于7～8世纪的耶路撒冷教会，在早祷仪式中代替经文赞美歌。每首颂诗末节往往都是赞美童贞女马利亚。在礼仪方面奉行的7件圣事是：洗礼、坚振(敷圣油)、告解、圣体血、神品、婚配、终傅。
除了正统教派外，由于拜占庭帝国包括了希腊、埃及、叙利亚、亚美尼亚等具有不同文化的领土，因此各种异端思想在这些地方兴起，包括阿里乌斯教派（兴起于帝国东部）、聂斯脱利教派（又称景教，兴起于叙利亚地区）、马其顿尼教派、一性论教派（兴起于埃及）、一志论教派、保罗教派（兴起于小亚细亚和亚美尼亚）、鲍格美尔教派（兴起于保加利亚）等异端教派。
拜占庭帝国的宗教势力和世俗权力关系十分复杂。在帝国的共同利益受到威胁时，教会和皇帝能够联合，而在发生利益冲突时，教会与皇帝则发生激烈斗争。总的来说，在9世纪以前，由于拜占庭帝国严厉的法律和富于效率的中央集权制行政管理，拜占庭教会被剥夺了参与国事活动的空间，教会事务成为帝国国家事务的一部分，拜占庭皇帝则成为教会的保护人，控制着罗马和君士坦丁堡这两个最大教区的主教和大教长任免权。从君士坦丁一世到查士丁尼一世时期，多位主教被皇帝免去教职，罗马主教（后来成为罗马教皇）在8世纪中叶前也要听命于拜占庭皇帝，同时，任何教职人员都无权开除皇帝的教籍。
9世纪以后，帝国皇帝的权力逐渐削弱，教会的实力则逐渐增强。教会开始插手帝国的管理事务，包括审理世俗法庭经手的任何案件、以及税收和司法方面的特权。但是，与罗马教会不同，拜占庭教会始终没有摆脱皇帝的控制，始终作为国家政权的工具存在。