Арианский спор
Весной 365 года был издан рескрипт, предписывающий удалить с кафедр епископов, низложенных при Констанции и возвратившихся к своим церквям при Юлиане. Сам император, отправившийся на Восток, в связи с возможной опасностью со стороны персов, изгнал из Антиохии Мелетия и заставлял всех под страхом наказания вступать в общение с Евзоием (омием), хотя (из евстафианской группы) он не тронул. В Александрии рескрипт был получен 5 мая, но Афанасий, поддерживаемый населением, бежал из города только 5 октября. Восстание Прокопия заставило императора просить Афанасия вернуться к управлению церковной жизнью Александрии.
С 370 года, после окончания войны с готами, снова начались гонения на не-омиев. По рассказу Сократа Схоластика, когда император находился в Никомедии, к нему прибыло посольство из 80 пресвитеров, жаловавшихся на притеснения со стороны ариан в Константинополе после того, как епископом стал Димофил. По приказанию Валента они были преданы смерти путём сожжения на корабле, отправленном в открытое море. По всей видимости, лежащий в основе этих событий реальный факт был преувеличен историком.
Арианский спор
Поскольку рабочих документов собора не сохранилось, ход дебатов может быть восстановлен только приблизительно. Догматические рассуждения, начавшиеся сразу после торжественного открытия, открыл Евсевий Никомедийский, не считавший учение Ария противоречащим догматам Церкви, изложил символ веры, в котором явно стояло слово («творение»). Этот символ был отвергнут большинством участников, что предрешило осуждение крайностей арианства собором. Дальнейшие прения были посвящены выработке новых формулировок, в процессе которой выяснилось, что опровергнуть арианские формулировки исключительно цитатами из Священного Писания невозможно. После того как это стало ясно, Евсевий Кесарийский предложил достаточно неопределённый символ веры, базирующийся на тезисе о непознаваемости отношения Бога Сына и Бога Отца. По инициативе императора к нему было добавлено слово («единосущный»), что, вопреки первоначальным намерениям Евсевия, придало символу определённость. С внесением некоторых терминологических уточнений Кесарийский символ лёг в основу Никейского символа веры.