Из деяний Собора исследователям известны четыре вероисповедные формулы. Первая формула, изложенная в «Окружном послании», отвергает западные обвинения в арианстве, учение строгого арианства предаётся анафеме в основных своих тезисах. Никейская формула «единосущия» Сына Отцу не принимается, но и не отрицается открыто, однако, подчёркивая авторитет Предания, отцы Собора дают понять, что в Никейском Символе усматривают новшество, не имеющее основания в древнем наследии; отношение Сына Божия к Отцу выражается через термин «сосуществующий». Вторая формула (опирающаяся на вероопределение антиохийского пресвитера Лукиана, имя которого было символом доникейского восточного богословия) впоследствии повторялась на Соборах, в противовес никейской «вере 318 отцов» (её называли иногда «верой 97 отцов»). В этом определении Собора о Божестве Сына наиболее важно выражение «неотличный образ» (а также «неизменный») Божества Отца, как существа, так и силы, воли и славы Его. Сущность Сына признаётся «неотличной» от сущности Отца. Но поскольку две абсолютно Божественные сущности быть не могут, то такое утверждение необходимо ведёт к признанию «единосущия». Третья формула, составленная Тианским епископом Феофронием, анафематствовала сторонников веры Маркелла Анкирского и Савеллия. Формула поразила не только никейцев, но всю Западную церковь, т.к. на Соборе в Риме, который происходил непосредственно перед Антиохийским, с Маркелла были сняты обвинения в савеллианстве, и он был принят в общение. Четвёртая формула не была принята вместе с остальными, но представлена в следующем году в Медиолане императору Западной империи Константу послами Собора епископами Нерониадским Наркиссом, Халкидонским Марием и Ираклийским Феодором, чтобы разрешить спор между Восточной и Западной церквами. Исследователи полагают, что это был сокращённый вариант трёх предыдущих. Собор был весьма многочисленным, и несмотря на то что ведущую роль на нём играли евсевиане, их было мало, на Соборе же присутствовали и такие представители православия, как Иаков Нисибинский, Неокесарийский епископ Павел, Кесарийский митрополит Дианий. Даже наиболее известные антиникейцы из присутствовавших на этом Соборе (епископы Евсевий Никомидийский и Феогний Никейский), которые принесли покаяние в арианстве, считались в то время вполне православными. Римский епископ Юлий, обращаясь к участникам Собора, не называет их ни еретиками, ни арианами, но возлюбленными братьями и приглашает их к себе на Собор. Собор не принял Никейский Символ веры, но он не встал и на сторону ариан, скорее, это был Собор восточных епископов, консервативно настроенных в отношении смущавшего их термина «единосущный». Вероопределение Собора 341 г. в своём сопротивлении «единосущию» положило начало длительному сорокалетнему процессу развития восточной богословской мысли, постепенно принимавшей Никейский Символ веры. Соборным деянием стали 25 правил, которые были приняты всей церковью, вошли в канонические сборники. Первое правило, как и седьмое апостольское правило, в согласии с решением первого Вселенского собора запрещает празднование Пасхи вместе с иудеями. Нарушающий этот закон мирянин отлучался от церкви, клирик извергался из сана.