Um sich vor Invasoren zu schützen, wurden aus den Mauern Festungen.
Im frühen Mittelalter wurde die Stadt von Kriegen und Pestepidemien heimgesucht. Während der Srazenen oder Maurenüberfälle schützten sich die Einwohner hinter den Mauern ihrer Stadt. Aus dem Amphitheater wurde eine Festung.
Gegen Ende des 10. Jhd. kehrten Frieden und Sicherheit zurück und führten zu städtischem Wachstum. Neue Viertel enstanden, « vieux bourg » oder Altstadt, heute die Roquette, « bourg neuf », die Neustadt und die « Cavalerie ».
Im 12. Jhd. Entstand die Kathedrale St. Trohime und die Gebäude der Chorherren um den Kreuzgang. Arles erlebte einen wirtschaftlichen Aufschwung durch die Pilger zu Jakob von Compostella entlang der Via Tolosana, auch als « chemin d’Arles », die Arles-Route, bekannt. Der Friedhof Alyscamps wurde zur größten christlichen Begräbnisstätte in der westlichen Welt.
Seit dem 13. Jhd. war der urbane Bereich durch eine Stadmauer begrenzt. Bis heute veränderte er sich kaum. Anfang des 16. Jhd. war Arles mit seinen 10 000 Einwohnern nach Marseille die zweitgrößte Stadt der Provence.