En el siglo V d.C. el Imperio romano desapareció y Europa fue ocupada por los diferentes pueblos que llegaron del Este de Europa. En Hispania, entre los pueblos invasores destacó el de los visigodos, mientras que la zona de Iparralde de Euskal Herria fue controlada por los francos.
Un siglo antes del final del Imperio romano comenzó a llegar a Euskal Herria la influencia del cristianismo. Poco sabemos de la expansión por nuestro territorio de esta religión, pero por los datos que conservamos parece ser que sí influyó tempranamente y se extendió de forma paralela al nivel de romanización existente; así, mientras que en el ager vasconum -la vertiente mediterránea- se introdujo a partir del siglo IV, en el saltus vasconum -la vertiente atlántica- no tenemos noticias de su llegada hasta el siglo IX. Este dato nos demuestra cómo la división entre los dos territorios era cada vez más evidente.
Son pocos los restos arqueológicos y artísticos que conservamos de esta etapa que se extiende del siglo V al X d.C. La caída del Imperio romano trajo consigo la desaparición de sus infraestructuras e instituciones y, paralelamente, la disolución del arte que denominamos como clásico. Por tanto, la manifestación artística más significativa de esta etapa la constituyen las basílicas excavadas en la roca en localidades del condado de Treviño en Álava. Los conjuntos más importantes se encuentran en Las Gobas, San Julián, Peña de Santiago, Santorkaria, Montico de Charratu y Nuestra Señora de la Peña. En estas cuevas, entre otras estancias también excavadas en la roca -como viviendas-, destacan las iglesias de planta basilical, con ábside y contra ábside, y cámaras laterales. Uno de los detalles constructivos más sorprendentes son las bóvedas, de cañón con arcos fajones, que arrancan sobre imposta corrida muy sencilla en Las Gobas y rebajada en Santorkaria.
De este período también se conservan algunos elementos escultóricos como las pilas bautismales de Idiazabal y Ormaiztegi, ambas en Gipuzkoa, o los sarcófagos de la iglesia parroquial de San Andrés de Astigarribia en Mutriku (Gipuzkoa). En otras iglesias como San Pedro de Abrisketa en Arrigorriaga (Bizkaia) o San Julián de Astrea en Zalduondo (Álava) se hallan elementos decorativos y constructivos de este período como ventanas, de antiguos edificios hoy desaparecidos, y que fueron reutilizados en posteriores construcciones.
En todos estos ejemplos es interesante resaltar la desaparición de los valores y los modos de representación del estilo clásico. Con la crisis del Imperio romano y la llegada de los nuevos pueblos desde el Este de Europa, tanto por falta de pericia como porque las necesidades y los objetivos habían cambiado -como ocurrió también con la situación política, económica y social-, el arte se transformó, y así, por ejemplo, el realismo y el naturalismo pasaron a un segundo plano, o cuestiones como la proporción y la armonía perdieron su significado. De este modo, comenzó un nuevo período que denominamos Edad Media.