Попав в Галлию в качестве свадебного генерала с правом командования лишь собственной охраной (360 человек), Юлиан с начала 356 г. посвящает себя изучению военного дела, начиная с солдатской премудрости, чем стяжает любовь армии. Взволнованный Констанций заставляет его поставить свою подпись на непопулярных эдиктах — о смерти для всех отправляющих языческий культ (!) и изгнании досточтимого Иллария епископа Пуатье, обличавшего Констанция в арианстве. Однако, когда в июне германцы, не ограничившись захватом нижней Галлии и взятием Кельна, осадили Отен, Юлиан де-факто берег в свои руки командование сначала над некоторыми частями, снимая осаду Отена, а затем, наращивая первый успех, отстраняет от командования ставленников Констанция и до окончания кампании этого года снимает осаду со Страсбурга, Брумата, Цаберна, Зальца, Шнейера, Вормса и Майнца, а в конце концов — отбивает и Кельн. Зимой этого же года появляются второй панегирик Констанцию и панегирик Евсевии. (Если оба панегирика императору были написаны в целях, мягко говоря, политических, то похвальное слово императрице, очень вероятно, писалось искренне — в дальнейшем Юлиану придется убедиться, что и этой женщине не стоило верить).
Триста пятьдесят седьмой год начался для Юлиана с того, что он был с малым отрядом осажден в Сансе, и остальная армия не пришла ему на помощь. Гений будущего императора сохранил ему жизнь, а империи — город. Предательство было настолько очевидно, что сам Констанций сменил командующих: назначив Юлиана главнокомандующим, он отправил к нему в качестве командующего пехотой (а фактически, южной армией — 25 тысяч человек; северная, которой командовал Юлиан, состояла из 13 тысяч) палача его брата — Барбациона. Последний, действуя на свой страх и риск, погубил вверенный ему отряд, и Юлиан со своими тринадцатью тысячами оказался при Страсбурге против более чем шестидесятитысячного войска Хнодомара: потери римлян составили несколько сот человек, потери германцев, по разным источникам, — от шести до ста двадцати тысяч. Не останавливаясь, Юлиан с теми же войсками в октябре переходит Рейн, реставрируя старые укрепления и захватывая пленных. Зимует император в Лютеции. К этому времени относятся не дошедшие до нас трактаты о баллистике и формах силлогизмов; кое-что нам известно и об административной реформе, сделавшей спустя несколько лет разоренную Галлию цветущей провинцией: снижение налогов более чем в три с половиной раза в сочетании с антикоррупционными мерами привело к значительному увеличению бюджета, а также к смертельной ссоре с главой финансового ведомства Флоренцием.
Так начинался 358 г. Спустя несколько месяцев желая денег за продолжение навигации взбунтовались франки, жившие в низовьях Рейна. Несколько карательных походов заставили их умерить свои притязания. К зиме Юлиан восстанавливает "британский флот" — двести кораблей, и строит еще четыреста: становится все более очевидным, кому принадлежит Рейн. Жена императора, стараниями вспыхнувшей женской завистью Евсевии, родила мертвого ребенка и тяжело занемогла. Друг и соратник Юлиана Саллюсгий приказом императора был отозван из Галлии. В этом году было написано "Утешение".
В год 359-й военных действий не велось. За три года пребывания Юлиана в Галлии было возвращено двадцать тысяч пленных, отбито сорок крепостей, восстановлены границы империи и инфраструктура провинции.
В 360 г., готовясь к персидской войне, Констанций отзывает из Галлии лучшие легионы; вспыхивает мятеж, и солдаты против воли коронуют Юлиана августом. Умирает императрица Евсевия. После провала инициированных Юлианом мирных переговоров умирает жена Юлиана — Елена, а он сам начинает готовиться к войне. Первым законом Юлиана является эдикт о веротерпимости, изданный в ноябре 360 г.
Последний раз Юлиан присутствовал на христианском богослужении 6 января 361 г., на празднике Богоявления во Вьенском соборе. Спустя несколько месяцев он проходит несколько ступеней митраистских посвящений, заняв в результате вторую ступень в митраистской иерархии и став Гелиодромом — Посланцем Солнца. В начале августа двадцатииягитысячная армия Юлиана выступает из Вьены. В результате молниеносных маршей к зиме этого года были захвачены Северная Италия, Паннония, Мезия, исключение составил лишь город Аквилея. В это время написано письмо К сенату и народу афинскому и Сатурналии (Цезари). Осенью этого же года, продвигаясь с тринадцатью тысячами солдат навстречу шестидесятитысячной армии Констанция, он получает известие о смерти императора 3 ноября в Мопсуекрене, что близ Тарса, и переходе противостоящих войск на его сторону. Одиннадцатого декабря Юлиан вступает в Константинополь и становится законным императором.