L'estiu de 533 forces vàndals (5.000 homes i 120 vaixells), liderats per Tzazo, van arribar a Sardenya per sufocar la rebel·lió de Godas i van conquerir Caralis, matant Godas i els seus seguidors. A principis de 534, els vàndals de Sardenya es van rendir immediatament als bizantins quan es van enfrontar a les notícies del col·lapse dels vàndals a Àfrica.
D'aleshores en endavant, l'illa va formar part de l'Imperi Bizantí, inclosa com a província de la prefectura pretoriana d'Àfrica. El governador local va estar a Caralis. Durant les Guerres Gòtiques, gran part de l'illa va caure fàcilment als ostrogots, però la caiguda final de la resistència germànica a Itàlia continental va assegurar el control bizantí. Sardenya va ser inclosa posteriorment en l'Exarcat d'Àfrica fins al seu final pels àrabs el 698 dC, quan l'illa va ser probablement agregada a l'Exarcat de Ravena. El 599 i durant el segle VII, la flota longobarda va intentar atacar Caralis i Turris Libissonis (Porto Torres), però va ser en va.