В Средневековье Амфитеатр Флавиев был оккупирован. Затем, в XII веке эту территорию занимала аристократическая семья Франжипани. В систему Колизея был включен Цира, Палатин, 13 арок Колизея, располагавшихся напротив Латерана. От Средневековых построек не осталось и следа, а раньше они занимали весь второй этаж Колизея. Оккупация была, вероятнее всего, только на внешнем уровне. Интерьер Колизея очень сильно пострадал на протяжении многих веков: пожары, затем землетрясения в 442, 467 и 476 годах, в частности, и тот пожар, когда Рим горел почти в течение 40 дней. В Х веке Колизей был реконструирован, для этого использовалась известь, которая добывалась в районе Калсариум. Известь получают путем сжигания кусков мрамора и травертина. Известно, что даже римляне не причинили такого вреда Колизею, как тот вред, который был нанесен в эпоху Возрождения. Бетон Колизея был использован для трибун Сан-Джовани в Латерано (1439), Базилике Святого Петра (1451), Палаццо Сан-Марко (середина XV века) и Понте Эмилио (1547). Наконец, самый большой урон был нанесен Колизею при строительстве Палаццо Берберине (когда папа Урбан VI использовал несколько блоков), а также после землетрясения 1703 года (когда использовались целые блоки для строительства порта Рипетта).
В отличие от многих исторических памятников, Колизей в Средневековье не был вовлечен в процесс преобразования. Например, Пантеон был преобразован в Церковь Санта-Мария в Мартирес, Храм Антонины и Фустины отправился в Сант-Лоренцо и т.д.
Интересно, что очень часто Колизей интерпретировали как демонический храм.