В церковных делах он продолжил дело Евтихия. Папа Лев был страшно разгневан итогами второго собора в Эфесе и требовал созыва нового собора в Италии под его собственным председательством. Марциан убедил его отказаться от этой идеи и посоветовал послать своих представителей на вселенский собор, который будет проводиться на Востоке. Лев согласился на том условии, что его «Послания» будут приняты в качестве конечной доктрины. Собор проводился не в Никее, как было запланировано, а в Хал-кидоне с 8 октября по 31 октября 451 года. Изменение места проведения было связано с тем, чтобы дать возможность императору лично участвовать в обсуждениях. Дебатами руководила комиссия из десяти министров и 27 сенаторов. Решения второго собора в Эфесе были аннулированы, Диоскор и египетские епископы, поддерживавшие это решение, были преданы анафеме, другие епископы, не проголосовавшие должным образом в Эфесе, подчинились и были прощены. Формулировка символа веры вызвала некоторые сложности, так как большинство епископов не воспринимали Тоте Льва в той же мере, как и доктрины Евтихия, но посланники императора твердо стояли на том, чтобы был сделан выбор между Львом и Диоскором, и таким образом они были вынуждены принять символ веры, включавший доктрины «Послания» Льва.
Собор принял также два изменения церковной, иерархии. До этого времени александрийский патриарх, используя определение, которое с этого времени стало общепринятым в сверхмитрополичьих епархиях, безраздельно управлял провинциями Египта, а антиохийский патриарх занимал менее прочное главенствующее положение в восточной провинции. Главенствующая роль принадлежала Константинополю, но сфера его влияния не была официально определена. Собор примирил с Максимом Антиохийским Ювенала Иерусалимского, который долгое время плел интриги, желая стать независимым патриархом, управляющим южной частью восточной провинции. Ювенал был возведен в ранг патриарха, но сфера его влияния ограничивалась тремя провинциями Палестины. Кроме того, собор предоставил епископу Константинополя право управлять провинциями Фракия, Азия и Понтика. Против такой смены влияния выступил папа Лев, ревниво и боязливо относившийся к растущей силе нового Рима, но опальные епископы не выдвинули никаких возражений, и Лев был вынужден, в конце концов, неохотно согласиться с этим решением.
На Западе 21 сентября 454 года. Валентиниан III убил своего патриция Аэция, а 15 марта 455 года сам был убит двумя вассалами Аэция. Оба эти убийства были подстроены влиятельным Римским аристократом Петронием Максимом, который уже через два дня был провозглашен императором. Его правление было недолгим и закончилось трагически. Король вандалов Гейзерих воспользовался возможностью и оккупировал оставшуюся часть Африки и Сардинию, а затем напал на Рим и разграбил его 2 июня. Максим был убит. Галльская знать, поддерживаемая королем вестготов Теодорихом, воспользовавшись сумятицей в Италии, избрала императором одного из галлийцев — Епархия Ави-та, который вскоре и вступил в Рим. Но его правление тоже было недолгим. В городе свирепствовал голод, и Ави-ту пришлось уехать в Галлию. Когда он вернулся, свевс-кий офицер заставил его отречься от престола 17 октября 456 года.
Марциан скончался 26 января 457 года, а 7 февраля сенат избрал на его место малоизвестного армейского офицера Льва, трибуна Маттиария, бывшего одно время агентом поместий Аспара. Говорят, что сенат предложил трон самому Аспару, несмотря на его варварское происхождение и арианскую веру, но тот отказался. Лев был немедленно приближен Рицимером, который хотел стать патрицием и назначить своего императора на Западе. С первой просьбой Лев согласился и сделал Рицимера патрицием 17 февраля, а Майориана — его помошником, назначив его на должность magister militum. Но по поводу выбора императора на Западе мнения разошлись. В конце концов 28 декабря 457 года сенат и армия провозгласили Майориана императором без одобрения Льва.