Между тем Константин в 324 г. одержал победу над Лицинием, правителем Востока, проводившим, вопреки «Миланскому эдикту», враждебную христианам политику. Эта победа сделала Константина единым правителем всей империи в тот момент, когда в ее восточной половине шла ожесточенная борьба между александрийским пресвитером Арием и епископом Александром. Арий отрицал тождественность, единосущность бога-отца и бога-сына; сын не существовал до рождения, не может быть изначален: творение не может равняться творцу. По существу, Арий стоял на той монархианской позиции, которая была уже признана ересью и осуждена. Когда епископ Александр осудил Ария и поддерживавших его 11 диаконов и пресвитеров, Сильвестр не только одобрил это решение, но и известил о нем все епископии Запада. Однако Арий нашел много сторонников на Востоке, притом очень влиятельных, и Константин, опасавшийся, что раскол церкви может вызвать отпадение отдельных частей от империи, отправил в Египет близкого ему епископа Осия для восстановления единства церкви. Осий вместе с епископом Александром выработали специальный термин для определения отношения между богом и сыном — «единосущный» (homousios). Осии удалось убедить Константина в том, что этот термин должен быть признан во всем христианском мире путем провозглашения его вселенским собором.
Таковы были предпосылки созыва Никейского собора 325 г. и принятия им, по требованию Константина, догмата о троичности бога — «един в трех лицах». Сильвестр играл при этом совершенно незначительную роль. Среди членов собора (более 250) было всего четыре представителя Запада (не считая Осии); Рим послал лишь двух пресвитеров: Виктора и Викентия.
Так как никейский «символ веры» был продиктован императором, то все христиане обязаны были, под страхом оказаться государственными преступниками, ему повиноваться. После этого значительно усилились религиозные преследования ариан и всех тех, кто не соглашался в точности исповедовать принятую государственной властью формулу. Ариане противопоставляли «единосущности» (homousios) отца и сына их «подобосущность» (homojusios): буква йот, разделявшая сторонников никейского догмата и ариан, стала как бы причиной раскола церкви.
Однако в Александрии цезарепапизм, сказавшийся на Никейском соборе, вызвал недовольство, так как епископ Афанасий увидел в нем «смертельный удар» церковной независимости, что дало возможность арианам использовать «никейца» Афанасия в борьбе против Константина. Император Константин, который подходил к религии с точки зрения политической, как главной опоре общественного порядка, испугался роста недовольства его политикой и перешел на сторону ариан. Отныне преследованиям стали подвергаться сторонники «свободной и независимой» от государственной власти церкви; ариане же очутились в лагере приверженцев императора. Созвав арианский собор 335 г. в Тире (Финикия), осудивший никейский символ веры и принявший формулу «подобия» сына и отца, Константин получил возможность менять основные положения христианского вероучения по собственному произволу. Сам он считал нужным засвидетельствовать перед всей империей свою приверженность новому символу веры. Перед смертью он принял христианство из рук арианца Евсевия, известного церковного историка, сначала находившегося в ссылке за арианство, а затем ставшего интимным советником императора. При преемниках Константина, когда сразу стало три императора, о всеимперском цезарепапизме не могло быть и речи: западная половина империи с ее двумя императорами поддерживала никейский символ. Восток с сыном Константина — Констанцием II защищал арианство. Задача примирения обеих группировок выпала на долю римского епископа Юлия I (337–352), созвавшего в 343 г. собор в Сердике (ныне София). На этом соборе большинство принадлежало Западу, и естественно, что никейский символ был принят в качестве единственного христианского догмата, арианство же было осуждено и квалифицировано как еретическое учение. Произошел раскол между Западом и Востоком. Сердикский собор постановил, что недовольные епископы могли обращаться с апелляцией к папе Юлию I. Хотя это постановление носило частный характер, последующие папы толковали его как исключительную и навсегда данную собором 343 г. привилегию римскому папе. С этого времени папа стал претендовать на верховенство, на примат, который считался отныне освященным Сердикским собором. Претензия эта, однако, была совершенно неосновательна: решения этого собора могли касаться лишь Запада. Восточные епископы ушли с собора и образовали свой в Филиппополе, где были вынесены постановления в арианском духе и где о прерогативах римского епископа не могло быть и речи.
