Il patrono di Pavia è san Siro, vissuto nella prima metà del IV secolo, fondatore della prima comunità cristiana pavese e della sua chiesa: il suo corpo fu custodito per oltre seicento anni nella chiesa dei Santi Gervasio e Protasio, la più antica della città secondo il cronista Opicino de Canistris, fondata in epoca romana.
Una delle più antiche tradizioni pavesi è la Festa delle Sante Spine, che cade il giorno dopo Pentecoste: in quell'occasione vengono portate in processione per la città le tre spine custodite nel duomo, ritenute parte della corona posta sul capo di Cristo durante la Passione. Le reliquie facevano originariamente parte della collezione raccolta dai Visconti nella cappella del castello Visconteo, e furono trasferite in duomo nel 1499, quando, dopo la caduta di Ludovico il Moro, si temette che potessero essere sottratte dai francesi.
Pavia rimase capitale del Regno d'Italia anche in epoca carolingia e ottoniana: nella basilica di San Michele Maggiore furono incoronati re d'Italia Berengario del Friuli e i suoi successori, fino a Federico Barbarossa nel 1155, che vi risiedette per tredici anni in periodi diversi durante le lotte contro la Lega Lombarda.