Довольно быстро в Ликаонии появились ереси, особенно монтанизм. Между 230 и 235 гг. в Иконии состоялся крупный малоазийский Собор, который признал недействительным крещение еретиков, т.е. монтанистов, и постановил их перекрещивать. Монтанисты существовали в Ликаонии ещё во второй половине IV в., что следует из письма Василия Великого Амфилохию Иконийскому. Исследователям известно также о новацианах (кафарах) в Ликаонии. Пограничье между Ликаонией и Писидией, близ Лаодикии, было центром движений энкратитов, саккофориев, апотактитов и идропарастатов. В отличие от соседней Галатии в Ликаонии не получили особого распространения общины ариан и мессалиан, во многом благодаря трудам Амфилохия Иконийского, который на втором Вселенском Соборе в Константинополе в 381 г. вместе с епископом Оптимием Писидийским был поставлен наблюдать за сохранением чистоты православной веры во всём диоцезе Асия. Позднее появившееся монофизитство имело в Ликаонии слабые позиции, в этом регионе монофизиты не имели ни одной кафедры. Императрица Феодора в 530–540 гг. давала приют в Константинополе монахам-монофизитам из Ликаонии. Церковная жизнь в Ликаонии претерпела значительное влияние со стороны христианской культуры Каппадокии, особенно в IV–V вв. Епископ Иды Феодосий дружил с Григорием Богословом; епископ Каллистрат Исавропольский состоял в переписке с Иоанном Златоустом. О ранневизантийском монашестве в Ликаонии исследователям ничего не известно. Церковное устройство Ликаонии отражало провинциальное деление позднеантичной эпохи по состоянию на конец IV – V вв. Епископ Пётр Иконийский был единственным представителем Ликаонии на Анкирском Соборе 314 г. На первом Вселенском Соборе в 325 г. ликаонские кафедры были распределены между Писидией (Иконий, Амвлада, Васада и, как полагают исследователи, Мисфия) и Исаврией (Варата, Леонтополь, Уманада, Ларанда и Илистра). В середине IV в. большой проблемой для центральных областей Малой Азии были грабительские набеги исавров. Епископские кафедры на их территории Василий Великий старался подчинить Писидии, т.е. передать под управление своего друга Амфилохия Иконийского. В V в. такая политика привела к упразднению полисного статуса и кафедры Леонтополя к его подчинению ликаонскому Исаврополю (автокефальная архиепископия Леонтополя вновь упоминается в источниках только в 681 г.). На втором Вселенском Соборе 381 г. присутствовали епископы Ликаонии уже как отдельной провинции. Помимо митрополии Икония (её представлял Амфилохий) это были епископы Уманады, Саватры, Листры, Корны, Мисфии, Перты, Иды, Кан, Дервии, Посалы, Исаврополя и Амвлады. Митрополиту Ликаонии подчинялись также епископы Вараты, Васады, Илистры, Корны, Ларанды. В V в. добавилась относившаяся прежде к Галатии Евдокиада (Гданмаа). В VI–VII вв. в числе епархий Ликаонии появляются Псивила (Виринополь; затем входила в провинцию Галатия), Пирги и Тивассада (Фиваса), но исчезают старые кафедры Дервии, Иды (обе, как полагают исследователи, из-за разорения арабами), Исаврополя и Корны. В VII в. автокефальной архиепископией становится Леонтополь, а в IX в. – Мисфия.