Необходимость в созыве нового Вселенского Собора возникла вскоре после 3 Вселенского Собора, при жизни императора Феодосия Малого, что свидетельствует о необычайной важности для мира общественного и государственного вопросов веры в ту эпоху. Для простых христиан было важно знать тонкости своей веры, они ощущали в этом потребность, желали знать истину в ее полноте, что говорит об уровне духовной жизни всех слоев населения. Однако, собор был созван при преемнице Феодосия, императрице Пульхерии. Причем в проведении собора решили не прибегать к тем принципам, по которым был организован предыдущий собор.
Если на Третьем Вселенском Соборе епископам была предоставлена возможность действовать самостоятельно, то теперь государственным чиновникам было дано право регулировать заседания собора. Государственная власть чувствовала ответственность за установление религиозного мира.
Причиной созыва нового собора послужило лжеучение настоятеля одного из Константинопольских монастырей Евтихия, который считал, что Христос не единосущен нам по человеческой природе. Что Он не является настоящим человеком, что Божество в нем поглотило человечество. За такие взгляды Евтихий был лишен сана и, не смирившись, отправил апелляцию в Рим и Александрию. В итоге, свт. Лев Великий Римский, отправил послание (Томос) к свт. Флавиану Константинопольскому, в котором изложил правосл. учение о воплощении Сына Божия. Однако, архиепископ Диоскор Александрийский, сочувствовавший Евтихию, собрал так называемый разбойничий собор, низложил святителя Флавиана и его сподвижников, защищавших Православие. Остальные члены собора под давлением прибывших из Александрии вооруженных церковнослужителей были вынуждены согласиться с Диоскором. Римский Собор объявил постановления этого Собора лишенными силы, а пересмотр решений «разбойничьего» Собора стал возможным только после скоропостижной смерти Феодосия II (28 июля 450).
Собор был открыт 8 октября 451 г. в базилике св. Евфимии в Халкидоне в присутствии более 500 епископов. Диоскору было приказано оставить место члена Собора и перейти на середину церкви в качестве обвиняемого. В качестве обвинителя выступил епископ Евсевий Дорилейский. Чтение 1-го деяния II Эфесского Собора, к-рое включало деяния К-польского Собора 448 г., затянулось до позднего вечера и неоднократно прерывалось вопросами, замечаниями и репликами.
Из чтения вероизложения Флавиана стало очевидным, что он признавал Господа нашего Иисуса Христа совершенным Богом и совершенным человеком с разумной душой и телом, единосущным Отцу по божеству и единосущным Матери по человечеству, и исповедовал, «что Христос после воплощения состоит из двух естеств в одной ипостаси и в одном лице». Сановники поставили перед Собором вопрос о согласии такого вероизложения с православным и общецерковным исповеданием. Большинство епископов признали свт. Флавиана православным. Однако Диоскор был непреклонен и считал, что говорить о двух естествах после воплощения нельзя. Были арестованы главные руководители «разбойничьего» Собора: архиепископы Диоскор Александрийский и Ювеналий Иерусалимский, епископы Фалассий Кесарийский, Евсевий Анкирский, Евстафий Беритский и Василий Селевкийский. Наконец, представители императора попросили каждого участника Собора письменно изложить веру.
Буквальные извлечения из последних 3 документов с поправками отцов Собора легли в основу положительного церковного учения о Лице Христа Спасителя, которое излагалось так: «Итак, последуя святым отцам, все согласно поучаем исповедовать одного и того же Сына, Господа нашего Иисуса Христа, совершенного в божестве и совершенного в человечестве, истинно Бога и истинно человека, того же из души разумной и тела, единосущного Отцу по божеству и того же единосущного нам по человечеству, во всем подобного нам, кроме греха, рожденного прежде веков от Отца по божеству, а в последние дни ради нас и ради нашего спасения от Марии Девы Богородицы по человечеству, одного и того же Христа, Сына, Господа, единородного, в двух естествах неслитно, неизменно, нераздельно, неразлучно познаваемого,- так что соединением нисколько не нарушается различие двух естеств, но тем более сохраняется свойство каждого естества и соединяется в одно лицо и одну ипостась,- не на два лица рассекаемого или разделяемого, но одного и того же Сына и единородного Бога Слова, Господа Иисуса Христа, как в древности пророки [учили] о Нем, и [как] Сам Господь Иисус Христос научил нас, и [как] предал нам символ отцов».