С этой целью Диодор и Флавиан в противовес арианским собраниям устраивали торжественные религиозные выходы за город вместе с другими антиохийскими монахами, во время которых народ, воспевая священные гимны, возносил молитвы триипостасному, единосущному Богу. Спустя некоторое время Диодор начал выводить своих последователей к гробницам мучеников для совершения всенощных богослужений и евхаристии. Под его руководством православные антиохийцы, проводя ночи в воспоминаниях о подвигах мучеников, воспевали псалмы и гимны в честь триединого Бога и Его святых, причём, по свидетельству блаженного Феодорита Кирского, для большего влияния этих гимнов на народ Диодор ввёл в практику антиохийского богослужения антифонное пение. Вскоре по просьбе епископа Леонтия, заботившегося не столько об истине, сколько о внешнем мире в Антиохии, Диодор и Флавиан начали собирать свою общину в церквах. Таким образом они фактически заявили о своём общении с арианским епископом. Но Леонтий чувствовал, что это положение дел было непрочным и, касаясь своей седой головы, часто говорил: «Когда растает это снег, то много будет грязи». После смерти епископа Леонтия (358 г.) Антиохийской кафедрой короткое время управлял епископ Евдоксий (впоследствии Константинопольский епископ), убеждённый противник никейской веры, друг Аэтия и Евномия. На это время, по мнению священника Н. Фетисова, может приходиться одно из изгнаний Диодора из Антиохии, о которых говорит Иоанн Златоуст. Следующий Антиохийский епископ, святитель Мелетий, был избран с согласия «защитников апостольских догматов», под которыми исследователи понимают Диодора и Флавиана. Первоначальная принадлежность святителя Мелетия к «компромиссной» партии омиев, наиболее влиятельной в то время, вселяла надежду на установление мира в Антиохии, раздираемой борьбой православных и арианствующих. Однако в результате избрания Мелетия в среде евстафиан выделилась группа, не пожелавшая ему подчиняться. Став епископом Антиохии, Мелетий довольно быстро встал на сторону никейцев, порвав с арианствующими, которые добились его изгнания из Антиохии в Армению. После того как омии избрали епископом арианина Евзоя, Диодор поддерживал своего покровителя Мелетия. В царствование императора Юлиана Отступника Диодор выступил в защиту церкви против философского язычества. В 362 г. Юлиан прибыл в Антиохию, где написал антихристианские сочинения. О его личном знакомстве с Диодором свидетельствует письмо императора к еретику Фотину, в котором Юлиан высказывает крайнее раздражение по поводу нападок Диодора на язычество, при этом в борьбе с ним он возлагает надежды исключительно на богов, которые, по его мнению, уже наказывают Диодора «за поклонение своему новому богу Галилеянину»: «В продолжение многих уже лет тяжёлые болезни и слабая грудь подвергают его крайнему изнурению. Всё тело его иссохшее, щёки его бледны, покрыты глубокими морщинами. Это не значит, что он не ведёт жизнь философа, какую он хочет приготовить и обманываемым им, но это справедливая кара ему от богов. Он всё время живёт как обречённый на тягостный конец; жизнь его полна горечи; всё лицо его покрывает бледность» (об антиязыческой полемике Диодора свидетельствуют также сохранившиеся заглавия его сочинений).