תצוגת התקופה הביזאנטית עוקבת אחר השינוי שחל במעמדה של העיר ירושלים עם הפיכת הנצרות לדת הרשמית של האימפריה הרומית (המאה ה-4 לספירה).
התצוגה מתארת את החשיבות הרבה של העיר בעקבות ביקורה של המלכה הלנה, אמו של הקיסר הרומי קונסטנטין, ואת המוניטין הדתי- נוצרי של העיר שמשך אליו צליינים מקרוב ומרחוק.
