«Житие св. Нины» повествует, что св. Нина, священник Иаков и «некий эристав» (наместник царя) проповедовали в горных районах Восточной Грузии. Но часть населения ущелий Арагви и Иори, к северу от Мцхеты, отказалась принимать новую веру. Источники («Мокцеваи Картлисай») упоминают, что тех, кто отказывались принимать христианскую веру, заставляли платить больше дани. Части еврейской диаспоры, которая приняла христианство, царь Мириан пожаловал статус граждан Мцхеты, что давало право землевладения и другие привилегии. Остальные евреи после крещения Авиафара и освящения мцхетской синагоги как христианского храма переселились в другие регионы страны. Археологические исследования подтверждают сведения «Мокцеваи Картлисай» об активном церковном строительстве в IV в. В этот период были построены Ниноцминда, Болнисский Сиони, храмы в Цилкани и Некреси (в Вардисубани при раскопках обнаружены датируемые эпохой Мириана развалины круглой церкви). Христианство способствовало консолидации Картлийского государства. В 370 гг., при сыне Мирдата Вараз-Бакуре, Грузия подверглась нападению персов. Царь бежал в горную Кахети, издал указ «скрыть все кресты» и заключил с персами договор о выплате дани и выдаче персам заложников царской крови. Открыто вернуться к почитанию креста грузины смогли при Трдате II. Были возвращены Рустави и Некреси, где были основаны епископские кафедры. Однако когда в начале V в. царь Мирдат IV (ум. в 410 г.) был взят персами в плен в битве при Гардабани, он за отказ отречься от Христа был заточён в тюрьму и замучен. На III Вселенском соборе (431 г.) присутствовал епископ Феодосий Моставрский, которого многие исследователи отождествляют с епископом Самтаврским. По сведениям источников, первоиерарх Картлийской церкви архиепископ Иеремия, проповедовавший в указанный период в Константинополе против несториан, до Эфеса, где заседал Собор, не доехал. Сын царя Мирдата IV царь Арчил I (420–430 гг.) разорвал отношения с Персией и заключил союз с Византией, восстановил открытое исповедание христианства, выстроил множество храмов и основал церковные школы. В «Житии Вахтанга Горгасали» упоминаются три епископа, преставившиеся при царе Арчиле: Иона (вероятно, речь идёт об Иеремии), Григорий I и Василий I, преемником последнего царь сделал перса Мобидана, которого вскоре за еретические взгляды сместили с престола и выслали из страны. Во время правления царя Вахтанга Горгасали (446 – около 506 гг.) несторианская церковь в Персии утратила влияние на Закавказье. На четвёртом Вселенском соборе (451 г.) от Картлийской церкви присутствовал епископ Севастопольский Кекропий, который подписал осуждение монофизитов и доставил в Картли акты Собора. Провизантийски настроенный архиепископ Картли Михаил I («священник истинный») в целях искоренения еретических идей в Картли повелел уничтожить все труды архиепископа Мобидана. Во второй половине V в. Картлийская церковь получила автокефалию, чему способствовала политическая независимость Грузии от Византии и Персии. «Житие Вахтанга Горгасали» указывает, что царь во время персидско-византийских войн вынужденно воевал на стороне Персии и, находясь в Византии, познакомился со священниками Петром («из учеников Григория Богослова, ибо он священствовал на могиле его») и Самуилом.