На соборе присутствовало 127 епископов лично и 8 имели уполномоченных. Папа прислал "догматическое послание", знаменитое по чистоте понимания истины и по ясности изложения (epistola dogmatica). Заседали трое его легатов. Начались соборные совещания по делу Евтихия. Диоскор не огласил послание папы, удовольствовался исповеданием веры Евтихия и заявлением, что о двух природах во Христе не говорилось на прежних вселенских соборах. Диоскор объявил Флавиана еретиком и лишенным сана, так же, как Евсевия Дорилейского, Домна Антиохийского и Феодора Кирского. С ними, по боязни насилия, согласились 114 епископов. Легаты Римские отказались подать голос.
"Когда Флавиан выходил из соборной залы", пишет еп. Арсений, "на него набросились сирский архимандрит Варсума и другие монахи, и так избили его, что он скоро умер на пути в городок Лидии, место своего заточения".
Преемником Флавиана сделался Анатолий, священник, поверенный Диоскора при имп. дворе. Император, обманутый своими царедворцами, подтвердил все определения ефесского "разбойничьего собора".
Защитником православия выступил папа Римский св. Лев Великий. На соборе в Риме было осуждено все, постановленное в Ефесе. Папа в письмах на восток требовал созыва законного вселенского собора в Италии. По его просьбе, того же требовал и зап. император Валентиан III. Но Феодосий находился под влиянием монофизитской придворной партии, особенно Феодоксии, и потому не внимал просьбам. Затем, придворная партия потеряла свое значение, императрицу удалили под предлогом паломничества в Иерусалим. Получила значение партия сестры Феодосия, Пульхерии, почитательницы патриарха Флавиана. Его мощи были торжественно перенесены в Константинополь. Феодосий вскоре умер (450 г.). Преемником его стал Маркиан, вступивший в брак с Пульхерией.
В Халкидоне был созван законный 4-й Вселенский собор. Всех отцов на нем было 630. Из наиболее замечательных были: Анатолий Константинопольский, принявший сторону православных, Домн Антиохийский (низложенный Диоскором и возвращенный Маркианом), Максим, поставленный на его место, Ювеналий Иерусалимский, Фалассий Кесарие-Каппадокийский, блаженный Феодорит, Евсевий Дорилейский, Диоскор Александрийский и другие. Папа, желавший собора в Италии, все же прислал своих легатов в Халкидон. Председателем собора был Анатолий Константинопольский. Первым делом отцы занялись рассмотрением деяний разбойничьего собора и судопроизводством над Диоскором. Его обвинителем был известный Евсевий Дорилейский, который представил отцам записку с изложением всех насилий Диоскора на разбойничьем соборе. Ознакомившись, отцы отняли у Диоскора право голоса, после чего он попал в число подсудимых. К тому же на него представили много обвинений египетские епископы, которые рассказали о безнравственности и жестокости Диоскора и его разного рода насилиях. Обсудив все это, отцы осудили его и низложили, так же, как осудили разбойничий собор и Евтихия. Тех епископов, которые принимали участие в разбойничьем соборе, отцы Халкидонского собора простили, так как они раскаялись и объяснили в свое оправдание, что действовали под страхом угроз Диоскора.
