Окончательный суд над Диоскором произнесен был уже на третьем заседании 13 октября, в присутствии около 200 членов собора, без участия гражданских представителей; председательствовали легаты. Как обнаружилось из восклицаний в конце второго заседания (10 октября), в то же время, как восточные епископы желали его осуждения, иллирийские и другие примыкавшие сначала к нему епископы просили и его, и других удаленных теперь от заседаний его соучастников возвратить собору. Евсевий Дорилейский выступил с жалобой на имя собора против Диоскора и попросил вызвать своего соперника. Но Диоскор на посланное еще до заседания приглашение ответил, что ему не позволяет прийти на собор стража. Отправленным уже с самого заседания послам он отвечал сначала то же, потом, когда со стороны стражи препятствий не оказалось, настойчиво стал повторять, чтобы присутствовали на заседании и сановники. Второму посольству он сказал, что нездоров, и опять стал требовать присутствия при разборе его дела сановников, спрашивал также, будут ли при этом же и другие обвиняемые с ним епископы. Кроме Евсевия явились между тем еще с письменными обвинениями против него четыре александрийца (пресвитер Афанасий — племянник Кирилла, два диакона и мирянин). После того как и на третье приглашение Диоскор отвечал, что он не может прибавить ничего к тому, что уже сказано им, Пасхазин поставил вопрос: чего заслуживает тот, кто так презрительно относится к приказанию собора? Собор признал его достойным осуждения, согласно с канонами, за непослушание. Легаты, перечислив вины Диоскора (единомыслие с Евтихием, непрочтение послания Льва в 449 г., отлучение Льва, разные проступки, указанные в жалобах на него, неявка на собор), произнесли и приговор: Лев через нас и через настоящий собор, вместе с апостолом Петром, лишает его епископства и всякого священного сана. При бывшем далее голосовании отцы (общим числом 190), соглашаясь с приговором, обычно мотивировали его отказом обвиняемого прийти на собор. В числе собранных уже после подписей (293) можно встречать и имена бывших участников деяний Диоскора. В посланном от собора самому Диоскору уведомлении также говорится, как о главном основании осуждения, о презрении к канонам и неповиновении собору и лишь в общей форме упоминается о «других многих проступках» . Более подробно говорится о винах Диоскора в послании о его низложении к императорам.
Вопрос о прочих пяти епископах решен был на следующем, четвертом заседании (17 октября). Подобно другим епископам, они согласились к тому времени подписать томос Льва, и отцы просили возвратить их собору. Сановники нашли нужным обратиться по этому поводу к императору, и когда получен был от него ответ, предоставлявший решить дело о них самим отцам, они были приглашены на собор и заняли свои места. Тринадцать египетских епископов вместо подписания томоса подали тогда же свое особое исповедание (с анафемой на говорящих, что плоть Христа с неба, а не от Девы) и умоляли собор, падая перед отцами на землю, не принуждать их подписывать, пока не будет поставлен им новый архиепископ, так как иначе им нельзя будет, по их словам, и показаться в Египте; Евтихия и следующих ему они анафематствовали. Отцы настаивали на немедленном исполнении своего требования, но сановники предложили дать им отсрочку — до поставления в Александрию епископа. С прошением прямо уже о восстановлении Диоскора обратилось 18 константинопольских архимандритов (с которыми пришел на собор и Варсума), с Каросом и Дорофеем во главе; последний заявил, что Евтихий православен. Хотя правило против исповедающихся епископам клириков (5–е пр. Антиох.) было уже прочитано, но сановники и им испросили отсрочку на 2–3 дня. Монахи ссылались, между прочим, на то, что император обещал быть сам на их диспуте с противниками. В заседании 20 октября посланный для осведомления об этом к самому императору периодевт Александр принес ответ последнего, что он на деле отослал монахов к собору: что решит собор, тому он и последует. Монахам и теперь положено было дать, ввиду ходатайств сановников, отсрочку до 15 ноября. На самом соборе, таким образом, осужден был собственно лишь Диоскор; другим упорствовавшим дана отсрочка. С осуждением Диоскора соединялось оправдание Флавиана и Евсевия, в их православии и невиновности сомнений больше не было. Но в числе потерпевших от Диоскора, а именно низложенных им в 449 г. заочно, были еще восточные епископы Феодорит и Ива. Были теперь оправданы и они. Но их безупречность далеко не могла являться самоочевидным фактом для всех отцев собора, и оправдание их прошло не без препятствий и состоялось не без некоторых внешних влияний. Для дальнейшей истории христологического спора на Востоке оно имело очень важное значение. Но вопрос о Феодорите и Иве был выдвинут уже в дополнительных, так сказать, заседаниях, после того как уже была выполнена главная задача собора — по вопросу о вере.