В начале IV века в Александрии возникла ересь Ария (256—336), пресвитера, утверждавшего, что только Бог Отец вечен и безначален, а Сын родился во времени и не совечен Отцу. «Было (время), когда не было Сына», — подчеркивал Арий, доказывая, что Сын является одним из творений Божиих, всецело отличным от Отца и не подобным Ему по сущности. Учение Ария было осуждено на церковном Соборе в Александрии около 320 года, однако ересь начала распространяться за пределы Александрии и вскоре достигла Константинополя. В 325 году император Константин созвал в Никее I Вселенский Собор, в котором приняло участие 318 епископов. Значение этого Собора заключается не только в том, что это было первое после окончания эпохи гонений столь представительное собрание епископов, но прежде всего в том, что на этом Соборе вера в Святую Троицу была сформулирована в тех терминах, в которых она сохранилась в христианской Церкви на все последующие века. Символ веры Никейского Собора, начинающийся словами «Верую во единого Бога» и содержащий изложение православной триадологии, стал классическим выражением веры Церкви.
После Никейского Собора 325 года арианство не прекратилось. Наоборот, вторая и третья четверти IV века были временем распространения арианства и гонений на его противников, главным из которых был святитель Афанасий, епископ Александрийский (ок.296—373). Четыре раза этот исповедник Православия, возглавлявший Церковь Александрии, лишался своего престола и отправлялся в изгнание, где занимался написанием сочинений против арианской ереси. Арианам потворствовала гражданская власть в лице императора Константина, в последние годы своей жизни ставшего на их сторону, а также при его преемнике Констанции и при Валенте, императоре восточной части Римской империи.
В третьей четверти IV века главным экспонентом возрожденного арианства был Евномий, епископ Кизический, говоривший о «нерожденности» Отца как Его основном сущностном признаке и об «инаковости» Сына, Который не является нерожденным и, следовательно, не имеет никакого участия в Божестве. Сын, по Евномию, не произошел из сущности Отца, но сотворен Отцом: Он есть «порождение и творение» Отца, созданное из небытия. Опровержению этой ереси посвятили свои писания три «Великих Каппадокийца» — Василий Великий, Григорий Богослов и Григорий Нисский, настаивавшие, вслед за Афанасием Александрийским и никейскими отцами, на единосущии и равенстве Отца, Сына и Святого Духа. Одной из заслуг Великих Каппадокийцев стала выработка той терминологии, которая помогла четко сформулировать единство и различия в Троице. В качестве ключевого был избран термин «ипостась», которым Каппадокийцы обозначали личностное существование, в отличие от «сущности» — термина, которым обозначили онтологическую общность. Отец, Сын и Святой Дух суть три Ипостаси, равные и единосущные одна другой, то есть имеющие одну и ту же Божественную сущность.
Вторичное и окончательное осуждение арианства последовало на II Вселенском Соборе. Однако прежде чем говорить о нем, необходимо сказать о ереси Аполлинария Лаодикийского, осужденной на Соборе в Александрии в 362 году. Аполлинарий следовал Никейскому Собору в исповедании Божества Сына, однако считал, что человеческая природа Сына не могла быть совершенной, так как две совершенные природы — одна неизменяемая (Божественная), другая изменяемая (человеческая) — не могли соединиться в одном Лице. На основе классического деления человеческого естества на ум, душу и тело Аполлинарий утверждал, что у Христа не было человеческого ума, вместо которого был Божественный Логос. Учение Аполлинария предшествовало христологическим спорам V века.
Следует также упомянуть о попытке возрождения язычества императором Юлианом Отступником (331/332—363). Воспитанный в христианской вере, крещенный в юности и даже посвященный в степень чтеца, Юлиан тайно симпатизировал язычеству. Придя к власти в 361 году, он сделал свои симпатии явными и поставил целью восстановление язычества в качестве господствующей религии. В его планы не входило открытое и массовое гонение на Церковь, подобное тем, какие имели место в доконстантиновскую эпоху: христианская Церковь стала достаточно крепкой, многочисленной и влиятельной, чтобы с ней можно было вступить в открытую борьбу. Юлиан избрал более прикровенную тактику.
Летом 362 года он издал Эдикт об учителях, целью которого было возбранить христианам преподавание в университетах и школах. Эдикт ставил своей целью нанесение удара по христианской интеллигенции, которая была все еще достаточно малочисленной. Трудно предположить, как бы развернулась деятельность Юлиана, если бы после непродолжительного царствования он не погиб в ходе военной кампании против персов.