По словам византийского историка конца V в. Зосимы, правящая при юных императорах свита разделила сферы влияния. К домену Грациана отходили Галлия, Испания и Британия, Валентиниан же должен был править Италией, Иллириком и африканскими провинциями. При Валентиниане делами распоряжались его мать Юстина и префект Проб, однако контроль над всей армией Западной Римской империи сохранялся за Грацианом. В 377 г. восставшие готские племена захватили территорию Фракии и Мёзии. Император Востока Валент попросил военную помощь у племянника, императора Грациана. Тот отправил на помощь дяде легионы из Паннонии под началом Фригерида и отряды из Галлии под началом начальника императорской гвардии Рихомера. Но этих сил оказалось недостаточно, чтобы разгромить готов, и тогда Грациан в следующем году сам решил возглавить войска, направленные против варваров. Но вторжение в Галлию в феврале 378 г. аламанского племени лентиензов через верхний Рейн задержало его поход во Фракию. Полководцы Грациана Нанниен и Маллобавд полностью разгромили 30–40-тысячное войско лентиензов при Аргентарии. После этого Грациан повёл армию в их земли за Рейн, где после упорных сражений заставил варваров покориться и принять римские условия мира. Аммиан Марцеллин высоко оценил заслуги молодого императора: «Эту победу, столь вовремя пришедшую и важную по своим последствиям в том смысле, что она ослабила силу сопротивления у западных народов, одержал по мановению вечного бога Грациан благодаря своей прямо невероятной энергии». После победы над лентиензами Грациан двинулся на соединение с Валентом, однако тот уже ввязался в генеральное сражение с готами, не дождавшись подхода западных легионов. В битве под Адрианополем 9 августа 378 г. римская армия была разбита, а император Валент погиб. По заведённому в империи порядку Грациан должен был назначить соправителя для управления Восточной частью Римской империи, причём ввиду сложившейся обстановки желательно из числа людей, обладавших военными талантами. Своему формальному соправителю в Западной империи, малолетнему брату Валентиниану II, Грациан не рискнул доверить власть над Востоком. По мнению современного историка Дэвида Вудса (род. в 1948 г.), у Грациана фактически не было выбора, поскольку все его полководцы, судя по именам, были родом из варваров, и только командующий войсками в Иллирике Флавий Феодосий происходил из благородной римской семьи. Поэтому Грациан 19 января 379 г. в Сирмии провозгласил его императором восточной части Римской империи, а после его первых побед над варварами вернулся летом 379 г. в Тревир (назначение в 379 г. военачальника Феодосия (получившего прозвище «Великий») в качестве правителя восточной части Римской империи исследователи считают одним из самых значительных деяний Грациана). Под влиянием своего воспитателя и советника Авзония он старался наладить добрые отношения с Сенатом. Будучи ревностным христианином и заботясь о морали духовенства, Грациан ещё в 370 г. издал указ, запрещавший церковникам заходить в дома вдов и одиноких девушек, а также принимать в подарок или в наследство имущество своей паствы.