С самого начала монофизиты имели на Соборе значительный перевес. Диоскора сопровождала большая свита монахов. Его единомышленник Варсума, настоятель одного из сирийских монастырей, также приехал на Собор во главе тысячи монахов, готовых оказать давление на епископов. Заседания были шумными и беспорядочными. Диоскор изгнал всех протоколистов, кроме тех, что принадлежали к его партии, и приступил к суду над Флавианом. Епископы без долгих рассуждений признали вероисповедание Евтихия православным. Всех, кто осмеливался говорить о двух естествах Иисуса Христа, прямо обвинили несторианами. Диоскор грубо провел решение о низложении Флавиана. По его требованию в зал вошел проконсул Азии, сопровождаемый солдатами. Те епископы, которые отказывались подписывать осуждение константинопольского архиепископа, были принуждены к этому угрозами, ругательствами и даже побоями. Самого Флавиана фанатичные монахи били по лицу, бросили на пол и топтали ногами. Он умер через несколько дней по пути к месту своего изгнания. Епископ дорилейский Евсевий был низложен и заключен в тюрьму, однако сумел бежать и нашел убежище в Риме.

Собор осудил Флавиана и оправдал Евтихия. Папский легат заявил формальный протест и бежал в Рим, где папа немедленно созвал Собор местных епископов и осудил постановления Эфесского собора, объявил Диоскора отлученным от Церкви, а все сделанное в Эфесе – недействительным. Диоскор, вернувшись в Александрию, в свою очередь, предал анафеме папу Льва. Созванный императором в Эфесе Собор вошел в историю под названием «разбойничий» (это название дал ему папа римский Лев Великий). Но Феодосий II утвердил его решение.

Торжество Диоскора на Востоке было полное. На константинопольскую кафедру он возвел своего представителя Анатолия. По обычаю каждый патриарх при своем утверждении посылал уведомительные письма всем своим главным собратьям во Христе. Папа воспользовался этим и потребовал, чтобы новый патриарх изъявил согласие с его «Догматическим посланием», в котором его воззрения опирались на принятое в западном богословии в качестве канонического определение Тертуллиана: «Мы не можем победить виновника нашего падения и смерти, если бы Христос не воспринял нашего естества». Для Анатолия исполнение требования папы означало бы разрыв с Александрией. Императору Феодосию II при таких условиях предстояло капитулировать и переменить церковную политику, но он умер в 450 г.

Насильственные и беззаконные действия Диоскора вызвали возмущение во многих поместных Церквах. Со всех сторон раздавались требования о созыве нового Вселенского Собора. На Востоке это предложение поддержала сестра императора Пульхерия. После смерти Феодосия II она вступила в брак с военачальником Маркианом и провозгласила его императором. По его распоряжению в 451 г. в Халкидоне собрался новый церковный Собор, который именуется Четвертым Вселенским. На нем присутствовало 630 епископов. Руководил Собором сторонник Диоскора Анатолий, поставленный им в константинопольские патриархи на место умершего Флавиана.