«Сыны Завета» совмещали под руководством общего настоятеля созерцательную жизнь в безбрачии и целомудрии с физическим трудом, частной и общественной благотворительностью, изучением слова Божия, публичной проповедью. О миссионерском служении Диодора свидетельствует Иоанн Златоуст: Диодор «выводил некогда за реку весь город и преподавал здравое учение». Согласно Феодориту Кирскому, Диодор, «не получив должностей священнослужения и находясь в числе мирян, днём и ночью возбуждал всех к ревности по благочестии». Вместе с тем церковные историки Сократ Схоластик и Созомен свидетельствуют о том, что Диодор с неким Картерием был настоятелем известнейших монастырей в Антиохии (возможно, имея в виду общину «сынов Завета»). Наставниками Диодора были омиусиане. Силуан Тарсийский (под руководством которого Диодор, вероятно, получил первоначальное христианское воспитание), и один из выдающихся представителей антиохийской богословской школы, толкователь Священного Писания Евсевий Эмесский. После того как Евсевий покинул Антиохию, получив кафедру в Эмесе (341–342 гг.), Диодор вступил на поприще церковно-общественного служения. Он предавался аскетическим подвигам, живя в полной нестяжательности, не имел даже определённого дома и питался тем, что давали ему друзья. Христианское самоотвержение, молитвенные подвиги и служение ближним привлекли к Диодору учеников, принимая которых он полагал начало монастырям и аскетерионам (братствам), впоследствии распространённым в Антиохии. Среди учеников Диодора в период его учительства в Антиохии были Иоанн Златоуст, Селевкийский епископ Максим, Феодор Мопсуестийский. Воспитанный в омиусианстве, Диодор в конце 340 гг. сблизился с Флавианом (впоследствии Антиохийский епископ Флавиан I), учеником Евстафия Антиохийского, сторонником никейской веры, представителем общины евстафиан-омоусиан, «мужем дивной веры и подвижничества», и присоединился к его общине. В 350 г. Диодор и Флавиан выступили вместе против арианства. При арианствующем Антиохийском епископе Леонтии предводитель аномеев Аэтий, с позором изгнанный при епископе Евлалии, вновь появился в Антиохии, стал свободно проповедовать арианство и был рукоположён Леонтием во диакона. Этот поступок вызвал горячий протест православных-евстафиан, воспринявших его как наступление на единосущие. Вместе с Флавианом Диодор от лица евстафиан отправился к Леонтию и заявил, что его покровительство Аэтию вынуждает общину омоусиан окончательно прекратить общение с официальной Антиохийской церковью и обратиться за помощью к Западу. Протест оказался столь внушительным, что Леонтий тотчас исключил Аэтия из своего клира, отправив его в Александрию под предлогом борьбы с последователями Афанасия I Великого. Вслед за первой одержанной победой Диодор выступил защитником Никейской доксологической формулы «слава Отцу и Сыну и Святому Духу», чтобы исключить распространённую в то время в массе антиохийского народа неопределённость славословия Пресвятой Троице как в православном, так и в арианском духе.