В 320–330 гг. Евсевий стал приближённым императора Константина и одним из влиятельнейших его религиозных советников. По заказу императора Константина в кесарийском скриптории было создано 50 рукописных копий Священного Писания для новых храмов Константинополя. По мнению исследователей, сохранившиеся Ватиканский и Синайский кодексы Священного Писания являются частью этой работы. Благодаря деятельности Евсевия Кесария Приморская стала одной из наиболее влиятельных церковных кафедр в империи. Как кафедра митрополии Палестина Первая Кесария Приморская в этот период первенствовала среди других церковных общин региона, включая и Иерусалимскую. С самого начала она была активно вовлечена в арианские споры, причём Евсевий, лично знакомый с Арием, последовательно выступал сторонником мирного соглашения партий, был против репрессивных мер в отношении еретиков. В 321 г., когда еретики во главе с Арием были изгнаны из Александрии, Евсевий принял их в Кесарии Приморской, хотя Иерусалимский епископ Макарий отказался от общения с еретиками. На первом Вселенском Соборе 325 г. в Никее епископ Евсевий был одним из главных участников составления Символа веры, под угрозой низложения был вынужден присоединиться к осуждению Ария. Тем не менее, высокое положение Кесарийской кафедры в церкви было подтверждено седьмым каноном Собора, где указано, что престол Иерусалима должен пользоваться первенством чести в Палестине после митрополии Кесарии Приморской. Таким образом, значение епископа Кесарии Приморской как главы всей церковной иерархии Палестины казалось естественным. Влияние Евсевия при дворе и в церкви в последующие годы сохранилось. С конца 320 гг. он поддерживал возвращение Ария и его сторонников из ссылки и способствовал их воссоединению с церковным большинством. Евсевий вёл полемику с крайними сторонниками Никейского вероисповедания, добился низложения Анкирского епископа Маркелла, Антиохийского епископа Евстафия. В 334 г. руководил Собором в Кесарии Приморской, который по приказу императора Константина разбирал дело Афанасия I Великого, но не вынес окончательного решения из-за отсутствия самого Афанасия. В 335 г. Евсевий участвовал в Соборе в Тире, составившем проарианское вероопределение, а затем в освящении базилики Гроба Господня в Иерусалиме, на котором произнёс панегирик в честь императора Константина. Похвальные речи Евсевия в честь Константина и опыт сотрудничества с императором при дворе стали основой для «Жития Константина», написанного Евсевием на склоне лет в Кесарии Приморской после смерти Константина в 337 г. В конца 320 гг. в Иерусалиме начали возводить богатые храмы на местах, связанных с новозаветной историей. С увеличением потока паломников роль Кесарии Приморской и Иерусалима в церкви Палестины стала расти. При этом Кесария Приморская постепенно теряла свои позиции, хотя не утратила прежней славы интеллектуального центра. Преемником Евсевия стал его ученик епископ Акакий, богослов, автор несохранившегося Жития Евсевия и толкований на Священное Писание, сторонник арианства (омиусианства), господствовавшего в Восточной церкви в середине IV в. Он продолжал заботиться о развитии кесарийской библиотеки. С помощью Евзоия, позднее также ставшего епископом Кесарии Приморской, Акакий организовал работу по переписке ветхих рукописей.