Valeriano I associou ao trono o seu filho Galiano, atribuindo-lhe a parte ocidental do império e reservando para ele a parte oriental. Durante este tempo, o império estava a ser invadido por vários povos, principalmente godos e alamanos, e ao mesmo tempo surgiam usurpadores. Em 260, Marco Cassiano Latínio Póstumo declarou-se imperador na Gália, dando origem assim ao Império das Gálias, ao qual Galiano, demasiado fraco, não pode opôr-se com eficácia. No Oriente, os persas avançaram, com alguma resistência de Valeriano no início, mas com o exército romano dizimado pela peste, tentou negociar a paz com rei sassânida Shapur I, apenas para se ver aprisionado, humilhado e mais tarde morto (260).
O seu filho Galiano tentou manter a notícia da captura e morte do seu pai um segredo, mas apenas o conseguiu durante um ano. Por esta altura, desencadeiou-se uma sequência de usurpações, em parte como resposta local às situações de necessidade perante as invasões, em parte como tentativa de dar solução aos problemas. Galiano, demasiado ocupado a derrotar usurpadores e invasores diversos, deixou que, no Ocidente, o Império das Gálias se desenvolva, e no Oriente, que o reino de Palmira se apodere de território romano, mas que Roma já não está em condições de defender.
Aos poucos, a situação melhorou: Galiano conseguiu derrotar ou ver assassinados sucessivamente os seus rivais, reformou o exército e conseguiu uma grande vitória contra os bárbaros (268) antes de ser assassinado. No Oriente, o reino de Palmira, inicialmente sob o comando de Odenato, e mais tarde, da sua viúva, Zenóbia, conseguiu deter os persas, mas apoderou-se cada vez mais de território romano. Coube aos sucessores de Galiano recuperar e reunificar o império pela primeira vez em quinze anos.
