Preto sa Rastislav v roku 862 obrátil na byzantského cisára Michala III., ktorý vyslal na Moravu dvoch učených bratov, Konštantín a Metoda.
Konštantín a Metod prišli na Moravu v lete 863. Hneď po príchode založili učilište na výchovu kňazov, na ktorom okrem teológie, hudby a gramatiky vyučovali aj hlaholiku a liturgiu v domácom jazyku. Predpokladá sa, že učilište bolo na Rastislavovom dvore alebo v jeho blízkosti (Mikulčice alebo Staré Město pri Uherskom Hradišti). Keďže Konštantín a Metod nemali vyššie cirkevné svätenie, nemohli vysvätiť svojich učeníkov za kňazov. Preto sa v polovici roku 867 vybrali do Ríma. Po ceste sa zastavili v Blatenskom kniežatstve u Koceľa. Ten pripojil k ich sprievodu ďalších 50 žiakov čakajúcich na vysvätenie.
Keď bratia prišli do Benátok, vo verejných dišputách obhajovali sloviensku liturgiu proti trojjazyčníkom.
V Benátkach sa zdržali asi tri mesiace. Je možné, že ešte uvažovali aj o ceste do Konštantínopola, ak by cesta do Ríma nebola úspešná. Tu ich zastihlo pozvanie pápeža Mikuláša I. Keďže medzitým zomrel, prijal ich nový pápež Hadrián II. Priniesli mu ostatky pápeža Klementa I. (92 – 101), ktoré objavili pri Chersone. Po preskúmaní bohoslužobných kníh napísaných v slovienskom jazyku ich pápež schválil symbolickým položením na oltár baziliky Santa Maria Maggiore na Vianoce 867.
Počas pobytu v Ríme Konštantín chorľavel. Vstúpil do gréckeho baziliánskeho kláštora, kde prijal meno Cyril a 14. februára 869 zomrel. Metoda a niekoľkých učeníkov vysvätili za kňazov. Metod sa vracal na Veľkú Moravu s poverením cirkevného učiteľa, ktoré bolo adresované Rastislavovi, Svätoplukovi a Koceľovi. Po príchode do Blatenského kniežatstva Koceľ Metoda presvedčil, aby sa vrátil do Ríma a získal od pápeža vyššie cirkevné svätenie a poverenie. Na prelome rokov 869 a 870 pápež Metóda vysvätil za biskupa a súčasne ho menoval arcibiskupom a pápežským legátom pre oblasť Panónie a Moravy. Na Veľkej Morave však prepukla vojna s Východofranskou ríšou. Po vzájomnom konflikte Svätopluk vydal Rastislava nepriateľom a sám upadol do zajatia. Metod o tom nevedel a pri návrate na Veľkú Moravu ho zajali vojaci bavorských biskupov a uvrhli do väzenia v Regensburgu.

Vnútorné boje na Veľkej Morave

Ľudovít Nemec v auguste 869 podnikol výpravu proti Veľkomoravskej ríši. Napriek rozsiahlemu plieneniu nechráneného vidieka nebola úspešná. Pramene hovoria o obliehaní najlepšie opevneného Rastislavovho hradu (pravdepodobne Devína). Druhý prúd franských vojsk podvedením Karolmana napadol územie Slovenska, ktoré bránil Svätopluk. Po uzavretí prímeria došlo k dohode Karolmana so Svätoplukom, čo Rastislav považoval za zradu. Chcel Svätopluka zajať.