V létě 533 přiletěly na Sardinii vandalské síly (5 000 mužů a 120 lodí) pod vedením Tzazaza, aby potlačily povstání Godas a dobyly Caralis, zabili Godase a jeho následovníky. Na počátku roku 534 se Vandalové na Sardinii okamžitě vzdali Byzantům, když čelili zprávě o vandálském kolapsu v Africe.
Od té doby byl ostrov součástí Byzantské říše, zahrnut jako provincie v Pretoriánské prefektury Afriky. Místní guvernér seděl v Caralis. Během gotických válek se většina ostrova snadno dostala do rukou ostrogotů, ale konečný pád germánského odporu v pevninské Itálii uklidnil byzantskou kontrolu. Sardinie byla následně zahrnuta do exarchátu Afriky až do jeho ukončení Arabové v roce 698 n. l., kdy byl ostrov pravděpodobně přidán k exarchátu Ravenny. V roce 599 a v průběhu 7. století se flotila Longobardů pokusila napadnout Caralis a Turris Libissonis (Porto Torres), ale marně.