Указ императора Феодосия II после Эфесского собора об искоренении несторианства был воспринят многими как осуждение не только Нестория, но и тех, кого он называл своими учителями, в том числе Диодора. По просьбе некоторых константинопольских и антиохийских монахов Кирилл Александрийский написал сочинение «Против Диодора и Феодора» (431–438 гг.) в трёх книгах (первая была посвящена Диодору), сохранившееся до настоящего времени во фрагментах, а также послания о них, извещающие императора, Прокла Константинопольского и некоторых других лиц. В Константинополе послания Кирилла имели успех, и вскоре было дано указание, принуждающее каждого епископа анафематствовать догматы учителей Нестория. Сочинение Кирилла против Диодора и Феодора встретило резкую критику со стороны Феодорита Кирского. В «Апологии в пользу Диодора и Феодора, поборников благочестия» он по пунктам разбирает доводы Кирилла, настаивая на полной православности Диодора. Феодорит указывал на то, что Кирилл неточно цитирует сочинения Диодора и не всегда использует подлинные его произведения, искажает его взгляды и перетолковывает их ради удобства полемики. В написанных вскоре после появления сочинения Феодорита посланиях к Проклу и Иоанну Антиохийскому Кирилл Александрийский высказал мысль о необходимости снисходительного отношения к умершим в мире с церковью. Вероятно, не без его влияния новый императорский указ прекращал споры о Феодоре, а вместе с ним и о Диодоре. Дискуссии о Диодоре возобновились в связи с монофизитскими спорами. По свидетельству Домна Антиохийского, Евтихий, называя божество и человечество Спасителя одной природой и усвояя спасительное страдание бесстрастному божеству, анафематствовал Диодора и Феодора. Под влиянием монофизитов был выпущен императорский указ (448 г.), направленный против несторианства, вновь вызвавший выступления против Диодора. На Эфесском «разбойничьем» соборе (449 г.) Феодорит был осуждён, в том числе за солидарность в воззрениях с Диодором и Феодором. На этом Соборе впервые была провозглашена анафема Диодору. Христианский богослов и писатель Марий Меркатор (около 390 – после 451 гг.) поместил Диодора, как учителя Нестория, в ряду еретиков, после Павла Самосатского, Маркелла Анкирского и Фотина. Около 473 г. Иаков Саругский анафематствовал Диодора; после него против Диодора стали выступать другие видные монофизиты (Иоанн Маюмский, Севир Антиохийский), они соглашались в том, что Диодор учил об обитании Бога во Христе, признавал двух сынов. В 499 г. император Анастасий I, склонный считать всех дифизитов несторианами, созвал в Константинополе Собор, на котором с помощью агитации монофизита Филоксена, епископа Иерапольского, анафематствовал, в первую очередь, Диодора и его творения. Ещё одно анафематствование Диодора как виновника несторианства состоялось на Антиохийском соборе в 508–509 гг. (это был последний Собор, на котором Диодор был осуждён как еретик). Спор о «Трёх Главах», начавшийся при императоре Юстиниане I Великом (544 г.), Диодора не коснулся. Он был анафематствован (вместе с Феодором и Несторием) Армянской апостольской церковью на Соборе в Аштишаде (435 г.). Напротив, Ассирийская церковь Востока сохранила к нему отношение как к исповеднику православия.