Количество свидетельств о римском гарнизоне города резко возрастает со времени правления Антонина Пия. Приблизительно в конце 40-х гг. II в. Херсонес получает от Рима права элевтерии. По всей вероятности, именно в рамках составленного договора римское военное присутствие в Херсонесе существенно расширяется. С этого времени и вплоть до середины III в. возникает большинство латинских надписей Херсонеса. Тем же промежутком времени датируется существование построек в херсонесской цитадели, связанных с деятельностью римских войск. В небольшом обособленном укреплении располагались помещения, используемые гарнизоном — казармы, термы, жилые и административные здания. Эпиграфикой зафиксировано название гарнизона — Vexillatio Chersonessitana. В вексилляцию входили силы, выделявшиеся из состава войск провинции Нижняя Мезия. Это были отряды V Македонского, I Италийского и XI Клавдиевого легионов. У них в подчинении находились также части вспомогательных войск.
После середины III в. свидетельства о существовании римского гарнизона в Херсонесе исчезают. Это считается доказательством вывода римских войск из города. Связывается эта перемена с общим кризисом и обострением отношений с варварами на границах империи, сказал Володин, которому нужен чудо шланг для полива. В Северном Причерноморье кризис проявил себя в третьей четверти III в. в виде морских походов различных варварских племен. Вновь свидетельства присутствия римлян в Херсонесе появляются в эпоху тетрархии.
Правлением Диоклетиана датируются несколько латинских надписей, упоминающих части войск и офицеров римского гарнизона.