Hasta que un día del 473 a. C., los tarentinos, que combatían junto con tropas de Regio, fueron derrotadas severamente por los mesapios,[6]​ y cayó el gobierno aristocrático (un rey a la manera de Esparta) y se impuso una democracia.

El gobierno fue influido o ejercido por Arquitas, filósofo pitagórico, que fue estratego al menos siete veces y salió triunfante en sus batallas, seguramente contra los mesapios (hacia 380-360 a. C.) Los tiempos de paz terminaron cuando se inició la guerra contra los lucanos.

Un ejército mercenarios dirigido por Cleónimo, tío del rey de Esparta llegó a Tarento.

Los tarentinos pidieron ayuda al rey Pirro de Epiro, que envió a su general Milo a ocupar la ciudadela de Tarento con tres mil hombres, y él mismo acudió poco después.

Durante los intentos cartagineses de ocupar la ciudad, los asedios y la reconquista romana, Tarento quedó maltrecha.

Un pretor romano fue enviado al sur de Italia y fijó su residencia habitual en Tarento.

El pretor L. Postumius investigó en 185 a. C., los ritos de las bacanales que se hacían en la ciudad, tanto entre los ciudadanos como entre los esclavos.

En 123 a. C., Cayo Sempronio Graco estableció una colonia romana en Neptunia, en el territorio de Tarento.

Con el emperador romano Nerón, se estableció allí otra colonia, de veteranos, que no arraigó.

No vuelve a aparecer en la historia hasta el siglo IV d. C., cuando se había recuperado y mantenía la importancia de su puerto.

Nuevamente otro general bizantino, Narsés, entregó la ciudad a Constantinopla hasta que fue ocupada por el duque lombardo de Benevento, Romualdo, en 661.

En el siglo IX fue conquistada por los musulmanes, quienes establecieron un emirato de Tarento durante los años 840-880.

[9]​ Una flota veneciana enviada para retomar la ciudad por petición del emperador bizantino Teófilo fue destruida por los árabes en 840.

Un acorazado italiano fue hundido y otros dos averiados, así como otras naves de menor porte.

Dedicada a San Cataldo, obispo irlandés muerto en Tarento en el siglo VI-VII, del cual acoge el sepulcro, fue construida en la segunda mitad del siglo X durante los trabajos de reconstrucción de la ciudad lanzados por el emperador bizantino Nicéforo II Focas, sobre los restos de un edificio religioso medieval que data al menos del siglo VIII.

En el siglo XI la obra bizantina fue retocada y se construyó la catedral actual de planta basilical.

Ubicada en la zona norte della ciudad vieja, la Iglesia de San Domenico Maggiore apoya sus cimientos sobre los restos de un templo griego que data del siglo VI a. C. y forma parte del ex complejo conventual homónimo.

[aclaración requerida] Aún intactos en la fachada los caracteres del siglo XIV, con el portal agudo con encima