Свидетельскими показаниями были установлены неправды и насилия, к которым прибегал Диоскор. Он был осуждён за поддержку Евтихия, за злоупотребления властью на «разбойничьем» Соборе, за несправедливое осуждение Флавиана, за нарушение канонов, за отлучение папы Льва и за другие преступления. Однако он упорно защищался и отрицал свою вину. В начале первого заседания Диоскор сразу заявил, что действовал в Эфесе по приказу императора совместно с Иерусалимским архиепископом Ювеналием и Кесарийским епископом Фалассием. Низложение Флавиана он объяснял тем, что тот «признавал два естества после соединения», с чем Диоскор никак не мог согласиться, утверждая: «Я имею свидетельства святых отцов, Афанасия, Григория, Кирилла, во многих местах, что не должно признавать двух естеств после соединения, но одно воплотившееся естество Слова. Если я должен быть извержен, то вместе с отцами. Я защищаю догматы отцов, ни в чём не отступаю от них». В конце заседания, когда выяснились обстоятельства насилия над участниками «разбойничьего» Собора («избиения епископов», как отзывался об этом Феодорит), Диоскор и пять его сообщников были арестованы. Окончательный суд над ним состоялся на третьем заседании. В дополнение к прежним обвинениям против него были выдвинуты и другие. Были поданы жалобы трёх александрийских клириков (диаконов Феодора и Исхириона, пресвитера Афанасия) и мирянина Софрония на притеснения со стороны Диоскора (его также обвиняли в неповиновении императору). Однако Диоскор на это заседание не явился и после трёхкратных безуспешных приглашений был осуждён за непослушание Собору (так мотивировало причину осуждения Диоскора большинство участников Халкидонского собора, в том числе Анатолий Константинопольский). Особняком стоит суждение римских легатов, обвинявших Диоскора в более серьёзных преступлениях, среди которых было отлучение папы Льва I Великого, принятие в общение Евтихия, неканонические действия в Эфесе. Осуждение, посланное Халкидонским собором Диоскору, звучало так: «Святой, великий и вселенский собор, благодатию Божиею по повелению благочестивейших и боголюбезнейших императоров наших собравшийся в вифинском городе Халкидоне, в церкви святейшей и добропобедной мученицы Евфимии, – Диоскору. Узнай, что ты – за презрение божественных канонов и за твоё непослушание сему святому и вселенскому собору, а сверх того, кроме других твоих проступков, в которых ты виновен, за то, что, будучи в третий раз вызван этим святым и великим собором, согласно божественным канонам, для ответа на возводимое на тебя, ты не явился, – настоящего месяца октября в тринадцатый день святым и вселенским собором лишён епископства и отчуждён от всякой церковной должности». После Собора Диоскора сослали в Гангры (город в Пафлагонии, современная Турция), где он скончался спустя три года (4 сентября 454 г.). В ссылке Диоскор осудил архимандрита Евтихия за отказ признать плоть Христа единосущной человеческой природе, приравняв его ересь к манихейству. На Александрийский престол был избран православный по своим взглядам Протерий (451–457 гг.), но значительная часть верующих Александрийской церкви оставалась верной Диоскору и не вступала в литургическое общение с новым архиепископом. Когда после убийства Протерия (28 марта 457 г.) бывший диакон Диоскора Тимофей II Элур (т.е. Тимофей Кошка), занявший Александрийскую кафедру, принял православных в общение, радикальные последователи Диоскора выделились в секту диоскориан, просуществовавшую больше столетия.