Византийские послы в присутствии понтифика заявили, что желают «прийти к полному послушанию Святой Римской Церкви, а также признать веру, которой она придерживается, и первенство этой Церкви» («veniebant ad omnimodam obedientiam sancte Romane Ecclesie; et ad recognitionem fidei, quam ipsa Ecclesia tenet; et primatus ipsius»). 29 июня 1274 г., в день памяти святых апостолов Петра и Павла, папа Григорий X совершил мессу, на которой присутствовали все участники Собора. После того как фрагменты апостольских посланий и Евангелия были прочитаны на латинском и греческом языках, кардинал Бонавентура, участвовавший в подготовке Лионской унии, произнёс проповедь, посвящённую истинности исповедания Римской церкви и необходимости церковного единства. Пение Никейского Символа веры с Filioque также совершалось на двух языках. Затем бывший патриарх Герман, митрополит Феофан и Георгий Акрополит возгласили аккламацию (laudes solemnes) в честь папы. На четвёртой сессии Собора (6 июля) состоялась церемония утверждения унии. В начале сессии византийские послы заняли места по правую руку от папы Римского, сразу после кардиналов. Выслушав чтение Евангелия и проповедь Петра, кардинал-епископ Остии, папа Григорий X перечислил три основные цели созыва Собора и подчеркнул, что «вопреки мнению многих» греки добровольно приняли все условия унии. Был зачитан латинский перевод посланий византийского императора Михаила VIII Палеолога, его сына Андроника и константинопольского духовенства. Георгий Акрополит от лица императора публично отрёкся «от всякой схизмы», исповедал католическую веру и признал первенство Римской церкви. Во время пения папой «Te Deum» все епископы, сняв митры, стояли «с великим благоговением и со слезами». После возглашения Символа веры на латинском языке, византийская делегация, а также епископы и аббаты, жившие на Сицилии, произнесли Символ веры с Filioque на греческом языке. Греческая делегация покинула Лион сразу после окончания Собора (17 июля 1274 г.) в сопровождении Иоанна Парастрона и аббата Монте-Кассино Бернарда I Эглье, который возглавил папское посольство. Участники посольства должны были не только сообщить византийскому императору о принятии Лионской унии, но и содействовать миру между императором Михаилом VIII Палеологом и Карлом Анжуйским, а также титулярным императором Латинской империи Филиппом де Куртене (1273–1301 гг.). Бернард I доставил в Константинополь три письма, которые были подписаны папой Римским 28 июля. В первом Григорий X сообщал императору о том, что после заключения Лионской унии Римская церковь возрадовалась, ибо «нашла свою потерянную драхму» (ср.: Лк. 15:8–10). Во втором письме папа Римский убеждал Андроника Палеолога оказать поддержку Лионской унии; третье послание было адресовано архиереям Константинопольской церкви и содержало призыв хранить союз с Римской церковью, страшась схизмы, как смертельной болезни. Не принявший Лионскую унию патриарх Иосиф I Галасиот под давлением императора был вынужден отречься от престола и удалиться в константинопольский монастырь архангела Михаила в Анапле.