La storia di Palestrina durante l’età imperiale ci è meno nota, ma a giudicare sia dalle iscrizioni, sia dai resti di edifici, che dai reperti, anche di notevole livello artistico, che ci sono pervenuti, si può ricostruire una situazione di discreta prosperità, anche se non confrontabile con gli splendori dell’età repubblicana.
In età augustea i monumenti e i reperti archeologici segnalano comunque una certa ripresa e una contenuta della città; dalle fonti conosciamo anche una relativa attenzione per Praeneste da parte delle famiglie imperiali. Era originario di Praeneste il famoso retore, grammatico e antiquario Verrio Flacco, che l’imperatore Augusto volle come precettore di Gaio e Lucio Cesare, suoi figli adottivi. Il famoso personaggio è ricordato da Svetonio anche per aver donato alla sua città natale una fontana monumentale, che aveva fatto costruire nel foro e presso la quale aveva fatto esporre la sua ricostruzione del calendario romano, frammenti del quale sono stati a più riprese rinvenuti a Palestrina e sono oggi esposti presso Palazzo Massimo, a Roma, con l’antico nome di Fasti Praenestini.
Tiberio possedette a Praeneste residenza, nella quale tra l’altro guarì da una grave malattia, tanto che, per dimostrare la sua gratitudine, conferì alla città lo statuto amministrativo di municipio, che comportava per gli abitanti facilitazioni anche di ordine fiscale. Forse la proprietà di Tiberio passò alla casa imperiale e fu la stessa sulla quale l’imperatore Adriano fece costruire la sua villa, sicuramente identificabile con i resti di strutture antiche venuti in luce nella zona del cimitero moderno.
Certamente il culto di Fortuna continuò ad essere attivo, anche se in tono minore rispetto al periodo precedente, come è provato dalle dediche poste dai fedeli a questa divinità fino al III sec. d.C. Vennero inoltre introdotti a Palestrina culti di origine orientale, con carattere misterico e iniziatico, come quelli di Cibele o di Mitra, e forse anche di Giove Dolicheno. Le testimonianze relative a questi culti sono esposte nel Museo Nazionale Archeologico di Palestrina.
Nel 274 d.C. fu poi martirizzato, nell’anfiteatro di Palestrina, il cristiano Agapito, in seguito santificato e sepolto in una basilica appositamente eretta a sud-est della città, su di una strada che oggi porta a Valmontone. A questo santo venne dedicata la chiesa principale di Palestrina, consacrata nel V secolo proprio riadattando le strutture del tempio di Giove, che venne così a costituire il nucleo della Cattedrale prenestina dove dall’anno 898 sono ospitate le spoglie del martire.