Заключение Лионской унии состоялось во время четвёртой сессии (6 июля). После того как были зачитаны послания императора Михаила VIII Палеолога, его сына и константинопольского духовенства, Георгий Акрополит от лица императора отрёкся «от всякой схизмы», признал католическое учение об исхождении Святого Духа от Отца и Сына и первенство Римской церкви. В ходе пятой сессии (16 июля) кардинал Пьер де Тарантез совершил крещение трёх представителей государства Хулагуидов, а также произнёс проповедь, посвящённую умершему накануне кардиналу Бонавентуре. Папа Григорий X постановил, чтобы каждый епископ после возвращения со второго Лионского Собора совершил две заупокойные мессы (за Бонавентуру и всех участников Собора, которые могли к тому времени умереть по дороге домой). Во время сессии были приняты 14 канонов. На шестой сессии (17 июля) делегаты утвердили два заключительных постановления: канон 1 (Fideli ac devota), утверждавший учение, согласно которому Святой Дух предвечно исходит от Отца и Сына как от единого начала (tamquam ex uno principio... procedit), и канон 23 (Religionum diversitatem), узаконивший существование лишь четырёх нищенствующих Орденов: францисканцев, доминиканцев, кармелитов и августинцев-еремитов. Как показал Штефан Георг Куттнер, существовали, по крайней мере, две редакции постановлений второго Лионского Собора: «черновик», создававшийся непосредственно во время сессий, и переработанная версия, которую папа Римский Григорий X обнародовал 1 ноября 1274 г. и сопроводил буллой «Cum nuper». Позднее эта версия была включена в «Liber Sextus» Бонифация VIII. На втором Лионском Соборе было принято 31 постановление: об исхождении Святого Духа, об избрании на церковные должности, о рукоположении, о двоежёнцах, об обязанностях судей, о судоговорении, об освобождении от наказания, добытом силой, о церковной пребенде, о невозможности отчуждения церковной собственности, об Орденах, о налогах и пошлинах, о церковном иммунитете, о ростовщичестве, о преступлениях и причиненных ими убытках, об отлучении. Второй Лионский Собор утвердил конституцию папы Римского Григория X «Ubi majus periculum», изданную 7 июля 1274 г., согласно которой избирать папу Римского мог только конклав, собиравшийся через десять дней после смерти предыдущего папы в закрытом помещении, где кардиналы должны быть изолированы от внешнего мира. Входившим в конклав кардиналам запрещалось покидать место заседаний, пока не будет провозглашено имя нового папы; в случае замедления выборов участников конклава следовало ограничить в пище. Несмотря на важность соборных постановлений, цели, поставленные перед вторым Лионским Собором, в целом не были достигнуты. Церковные реформы носили поверхностный характер, а меры по организации Крестового похода на Святую землю не были осуществлены из-за смерти папы Григория X (1276 г.) и растущих противоречий между европейскими государствами (см. ст. Крестовые походы). Лионская уния, рассматривавшаяся императором Михаилом VIII Палеологом лишь как средство реализации политических задач, не нашла широкой поддержки в Константинопольской церкви и была отменена после вступления на престол императора Андроника II Палеолога (1282 г.).