Goottisota käytiin Itä-Rooman eli Bysantin valtakunnan ja ostrogoottien kuningaskunnan välillä vuosina 535–554. Teoderik Suuri oli perustanut Ostrogoottien valtakunnan Italiaan vuonna 488. Goottien kuningas Theodahad oli vuonna 535 teloituttanut roomalaismielisen kuningatar Amalasuntan. Itä-Rooman keisari Justinianus, joka havitteli Italiaa valtakuntaansa, sai tästä tekosyyn julistaa sota gooteille. Roomalaiset hyökkäsivät sotapäällikkö Belisariuksen johdolla Sisiliaan ja Munduksen johdolla Dalmatiaan vuonna 535. Belisarius valtasi Sisilian vuoden loppuun mennessä ja eteni Italiaan seuraavana vuonna. Neapolis (Napoli) vallattiin vuonna 536 ja Rooma 9. joulukuuta samana vuonna. Gootit syrjäyttivät Theodahadin ja valitsivat uudeksi kuninkaakseen Vitigesin. Hän kokosi armeijan ja piiritti Rooman. Piiritys kesti yli vuoden: maaliskuusta 537 maaliskuuhun 538. Lopulta gootit joutuivat perääntymään kun roomalaiset olivat vallanneet Ariminumin (Rimini) ja uhkasivat Ravennaa. Sotatoimet siirtyivät Pohjois-Italiaan ja Belisarius sai rinnalleen armenialaisen eunukkiNarseksen johtaman armeijan. Miesten välinen yhteistyö oli kuitenkin heikkoa ja lopulta Narses kutsuttiin takaisin Konstantinopoliin. Gootit pyysivät rauhaa ja Justinianus olisi antanut heidän pitää valtakuntansa Pohjois-Italiassa mutta Belisarius ei hyväksynyt tätä, vaan vangitsi Vitigesin Ravennassa. Tämän jälkeen Belisarius kutsuttiin takaisin Konstantinopoliin mutta Justinianus oli tyytymätön sotapäällikkönsä toimiin.
Gootit valitsivat uudeksi kuninkaakseen Ildibadin. Hän ja hänen seuraajansa Eraric kuitenkin murhattiin lyhyiden hallituskausien jälkeen. Eraricin seuraajaksi valittiin Totila, joka valtasi pian goottien menettämät alueet takaisin. Belisarius lähetettiin uudestaan Italiaan vuonna 544. Hän ei kuitenkaan pystynyt estämään Totilaa valtaamasta Roomaa vuonna 546. Belisarius sai Rooman haltuunsa seuraavana vuonna mutta kutsuttiin sitten takaisin Konstantinopoliin, jonka jälkeen Totila valtasi Rooman uudelleen vuonna 549. Justinianus nimitti Belisariuksen seuraajaksi serkkunsa Germanuksen mutta tämä kuoli ennen sotaretkeä. Tämän jälkeen Narses nimitettiin roomalaisten sotajoukkojen komentoon Italiassa. Narses kukisti Totilan Taginaen taistelussa vuonna 552. Totila sai surmansa ja uudeksi kuninkaakseen gootit valitsivat Tejan. Narses kuitenkin kukisti gootit uudestaan Mons Lactariuksen taistelussa, jossa Teja kuoli. Narses löi vielä frankit ja alemannit, jotka gootit olivat pyytäneet apuun, Volturnuksen taistelussa vuonna 554, jonka jälkeen Italia oli nyt jälleen roomalaisten hallussa.