Bu dönemde imparatorluğun doğu illerini tehdit ile başlayan Pers tehlikesi, İmparator Valerian'ın (253-260) esir düştüğü 260 yılındaki savaştan sonra ciddi boyutlara ulaşmış ve nihayet 256 yılında kent ilk defa Şapur I (Sapor I) tarafından işgal edilmiştir. 260 yılı Haziran ayı sonlarında kenti ikinci kere ele geçiren Persler, Antakya'yı yağma ederek yakıp yıktılar ve bir harabe haline getirdiler. Suriyeli esirleri İran'a götüren Şapur, orada kendi adına yaptırdığı Cünd-i Şapur kentine yerleştirdi. Suriyeliler'in İran'a götürülmelerinde, Romalı sanatkarlar ve Suriyeli yapı ustalarından, İran'da istifade edilmesi amacı da yer almakta idi.
Perslere karşı kazanılan bir kaç başarı üzerine bağımsızlığını ilan eden Palmura Kraliçesi Zenobia, 268 yılında Antakya'yı işgal etti. Ancak bir kaç yıl sonra İmparator Aurelianus ile girişilen ve Zenobia'nın esir düşmesi ile sonuçlanan mücadeleyi takiben Antakya eski günlerine döndürülmesi ve bu olaylarda uğramış olduğu tahribatın giderilmesi amacıyla İmparator Probus (276-282) döneminde özel ilgi altına alındı.Antakya'yı bir kaç kere ziyaret etmiş olan İmparator Diocletian (284-305) döneminde, ada üzerindeki hipodroma bitişik (İstanbul ve Selanik'te olduğu gibi) muhteşem bir saray inşa edildi.