W Atenach przejście od starożytności do średniowiecza dokonało się przede wszystkim za sprawą chrześcijaństwa. Miasto przetrwało w znakomitym stanie cały okres rzymski; jego rola ważnego ośrodka kultury w rejonie Morza Śródziemnego poczęła zmniejszać się dopiero z chwilą rozpadu Imperium na część wschodnią i zachodnią i powstania Bizancjum ze stolicą w Konstantynopolu. W Bizancjum nauka chrześcijańska szybko wyparła pogański neoplatonizm, nadal wykładany w szkołach ateńskich. W 529 r. ostatecznie zamknął je na dobre Justynian I; równocześnie wszystkie świątynie (w tym Partenon) przekształcono w kościoły. Ateny stały się co prawda stolicą arcybiskupstwa, ale w roli tej rzadko pojawiają się na kartach kronik z tamtego okresu.                                                          .

Krótki rozkwit nastąpił w średniowieczu, kiedy Grecja znalazła się w obcych rękach. Po IV wyprawie krzyżowej, której celem było wyłącznie zdobycie jak największych łupów, Ateny — wraz z Peloponezem i znaczną częścią Grecji Centralnej — znalazły się pod panowaniem Franków. Na Akropolu powstał dwór książęcy (według współczesnych kronikarzy nie pozbawiony przepychu) i miasto powróciło na około sto lat do głównego obiegu kultury europejskiej. Jednakże władza frankońska opierała się właściwie wyłącznie na prowincjonalnych arysto­kratach. W 1311 r. wszczęli oni wojnę z najemnikami katalońskimi stacjonującymi w fortecy w Tebach i zostali zmasakrowani w bitwie na bagnach. Katalończycy stworzyli własne księstwo, po czym przegrali z Florentyńczykami, po których z kolei na krótko zjawili się tu Wenecjanie. W 1456 r. do Aten wkroczył turecki zdobywca Konstantynopola sułtan Mahomet II.

Ateny tureckie były zaledwie garnizonem wojskowym. Związki z Zachodem, zapewniające pewną ciągłość z czasami antycznymi i rzymskimi, uległy zerwaniu. Na Akropolu zamieszkał turecki gubernator, Partenon zamieniono w meczet, zaś jedynymi turystami byli francuscy czy włoscy ambasadorowie przy Wielkiej Porcie i nieliczni zabłąkani podróżnicy i malarze. Zależność od Imperium Osmańskiego nie była zbytnio dokuczliwa, Grecy cieszyli się pewną autonomią, bez przeszkód mogły też funkcjonować klasztory jezuitów i kapucynów. Niemniej Ateny coraz bardziej zmieniały się w pozbawioną jakiegokolwiek znaczenia wioskę, zaś wielki port Pireus — nadal częściowo otoczony starożytnymi murami — obsługiwał ledwo kil­kadziesiąt łodzi rybackich.

Zapisy kronikarzy z czterech wieków tureckiej okupacji dotyczą głównie ateńskich zabytków. W 1687 r. Akropol oblegali Wenecjanie, dowodzeni przez dożę Francisco Morosiniego. „Celny strzał” szwedzkiego najemnika, oddany ze wzgórza Filopappou, spowodował eksplozję tureckiego składu amunicji w Partenonie i zamienił świątynię w kompletną ruinę. Pod koniec XVIII wieku pojawili się dwaj grabieżcy z Zachodu: lord Elgin, który wywiózł do Anglii rzeźby Partenonu, i francuski ambasador Fauvel, który z kolei zadbał o interesy Luwru. Kiedy w latach 1810-11 w Grecji przebywał Byron, na statki Elgina ładowano akurat ostatnie marmury.

Niepodległość przyszła dwadzieścia lat później. W 1821 r. w Atenach, tak jak i w wielu innych miastach w całym kraju, wybuchło powstanie. Rebelianci zajęli tureckie kwatery w niższej części miasta (obecna dzielnica Plaka) i przypuścili szturm na Akropol. Turcy wycofali się, ale po pięciu latach odbili fortyfikacje na Akropolu zmuszając Greków do ucieczki z miasta. Kiedy w 1834 r. żołnierze osmańscy ostatecznie opuścili garnizon, a w ich miejsce zjawili się bawarscy architekci nowego, urodzonego w Niemczech króla greckiego, Ateny znajdowały się w fazie najwięk­szego upadku.