Донос был подан кесарю Юлиану, который в то время находился в Галлии (во Вьенне), а он, несмотря на просьбы и оправдания Илария, отправил донос императору Констанцию, который, поверив клевете, летом 356 г. издал указ о ссылке Илария на Восток. Вместе с ним в ссылку был отправлен и Роданий из Толозы (ныне Тулуза) – единомышленник Илария, поддержавший его на Соборе в Бетеррах. Местом ссылки Илария была назначена Фригия. Однако в отличие от других ссыльных епископов Иларий не был стеснён в передвижении и за время ссылки побывал во многих городах десяти малоазийских провинций. Галльские епископы, столь решительно присоединившиеся к выступлению Илария против Сатурнина, Урсакия и Валента, были верны ему и после его удаления на Восток; кафедра Илария оставалась незамещённой все время его изгнания, так что он мог поддерживать связь с паствой через верных ему пресвитеров. Иларий не испытывал какого-либо насилия и притеснения со стороны властей, за исключением контроля над его корреспонденцией; максимально использовал это время для восстановления православия и борьбы с арианством. Прежде всего, он приступил к изучению восточного богословия, начав с трудов Оригена, считавшегося одним из крупнейших греческих богословов. Плохо владея греческим языком, Иларий нередко встречал затруднения при чтении Оригена; в этих случаях он обращался за помощью к пресвитеру Илиодору, с которым находился в дружеских отношениях. Иларий составил комментарии на Книгу Иова, которые, по мнению Иеронима Стридонского, были лишь переводом комментариев Оригена. Не меньшее внимание Иларий уделял изучению церковной ситуации на Востоке, ознакомлению с учением и богословскими мнениями различных религиозных партий, кропотливо собирая материал для будущих историко-догматических сочинений. Иларий не проявлял теперь нетерпимости к еретикам, отличавшей его в первые годы епископства; он не только не избегал бесед с ними, но и принимал участие в совместных молитвах (впрочем, не вступая с ними в евхаристическое общение), тем самым надеясь подготовить им путь к возвращению в церковь через покаяние. Впечатления, которые Иларий вынес от наблюдения за церковной жизнью на Востоке, были самые тяжёлые. Арианская ересь распространилась по церквам почти во всех восточных провинциях империи, достигнув значительной силы и пользуясь большим почётом в обществе, что делало борьбу с ней очень трудной. Однако среди этого, казалось бы, всеобщего отступления Востока от православия и борьбы различных исповеданий и партий друг с другом Иларию удалось рассмотреть омиусианство – течение, в котором он нашёл, по существу, православный образ мыслей и которое подало ему надежду на возможность соединения Востока и Запада для победы и торжества никейской веры над арианством.