Царь Тигран ушел на север, чтобы собрать побольше воинов. Лукулл не пошел за ним, а осадил богатую столицу, справедливо полагая, что Тигран вернется и даст здесь генеральное сражение. И он не ошибся. Тигран вернулся к столице осенью во главе 20 тысяч лучников, 55 тысяч всадников и около 2 тысяч пехоты. Хотя численное превосходство было на стороне Тиграна, Лукулл разделил свое войско. Часть его – 6 тысяч пехотинцев – он оставил продолжать осаду Тигранокерта, а сам, взяв всю конницу и 24 когорты – около 10 тысяч пехоты, – двинулся на главные силы Тиграна.
Зная тактику армян, Лукулл направил первый удар по их тяжелой коннице, приказав рубить мечами голени конников, так как ноги были единственным местом, не защищенным броней, и отбивать копья – единственное их оружие. Римлянам было приказано как можно скорее ввязаться в рукопашный бой, к которому армяне не привыкли, действуя издали, при помощи стрел. Сам Лукулл шел в первых рядах римлян, воодушевляя своим примером бойцов и придавая им уверенность в победе. Римлянам победа далась легко: тяжелая армянская конница обратилась в бегство почти сразу, а из-за большого скопления войск армяне не могли отступить, смешали все ряды и оказались добычей для войска Лукулла. В ходе сражения римляне потеряли ранеными 100 и убитыми 5 человек. Противник потерял свыше 100 тысяч пехотинцев и почти всех всадников. Царь Тигран бежал, а вскоре был взят приступом и Тигранокерт, где римские воины нашли богатую добычу.
Дав небольшой отдых солдатам, Лукулл отправил войско вдогонку за Тиграном. Армяне пытались избегать столкновений с римлянами, но когда этого не удавалось сделать, то победа всегда сопутствовала войску Лукулла. Вскоре римляне двинулись к Артаксатам – столице Великой Армении. Тигран попытался остановить римлян в двух километрах от столицы, у реки Арсаний. Битва при Артаксате была также выиграна Лукуллом. Путь на столицу Великой Армении был свободен.
Воодушевленный новой победой Лукулл рвался вперед. Но только он. Солдаты устали от затянувшейся войны и стали выражать протест. А тут еще природа пришла на помощь Тиграну. Неожиданно наступило сильное похолодание, снег сыпал беспрестанно, мороз сковал реки. Напрасно Лукулл просил воинов перетерпеть лишения и обещал скорую победу. Все его доводы наталкивались на глухой ропот войска, который мог в любой момент перерасти в открытый бунт. Так и не дойдя до столицы, Лукулл был вынужден повернуть назад.
Вернувшись в теплые края, солдаты не желали больше воевать и требовали скорейшего возвращения на родину. Этим воспользовался Митридат, следуя за римлянами и очищая от гарнизонов понтийские города. Активизировался и Тигран, начав продвижение на юг с новым многочисленным войском. Да и в Риме активизировались недоброжелатели Лукулла и стали обвинять его в измене, доказывая, что он умышленно затягивает войну с целью личного обогащения.
В 67 году до н. э. Лукулл был отстранен от командования войском и управления восточными провинциями. Сменил Лукулла Помпей, которому оставалось лишь закончить то, что было уже сделано Лукуллом, – лучшие войска Митридата уже были разгромлены, а понтийский флот уничтожен. Встреча Лукулла и Помпея для передачи дел началась весьма мирно и дружелюбно, но затем отношения двух полководцев заметно испортились. Помпей не желал признать военные заслуги Лукулла, отобрал у него всех солдат и запретил подчиняться его приказам. Даже награждать и наказывать подчиненных Лукуллу было не дозволено.
На следующий год Лукулл возвратился в Рим. Но и здесь его ждал неласковый прием – его враги обрушились на него с многочисленными обвинениями, но оснований для судебного разбирательства найти не смогли. Добились они того, что Лукуллу было отказано в триумфе.
Три года Лукулл добивался в сенате триумфа. Он оказался втянутым в политические игры. Добиться триумфа ему помогли не только просьбы к народу влиятельных граждан Рима, но и ожидание возвращения из Азии Помпея, который существенно усилился. Сенат рассчитывал, что Лукулл возглавит сенатскую оппозицию против Помпея, но этот расчет не оправдался. По своим масштабам триумф Лукулла не стал самым грандиозным, но то, что было представлено народу, не могло оставить ни малейшего сомнения в полководческих талантах Лукулла. Закончился триумф великолепным угощением для жителей Рима, организованным Лукуллом. После триумфа Лукулл более не стремился к политической деятельности и вскоре покинул форум и курию.