В эти годы совершилось окончательное обращение Юлиана назад от ненавистного христианства к язычеству. Юлиан, как большинство людей его эпохи, был глубоко религиозной натурой. Но эта религиозность, благодаря условиям его жизни, свернула с того пути, который в середине IV века стал уже традиционным. Для Юлиана христианство являлось символом всего того, что он ненавидел с детства. Христиане убили его отца, долгие годы держали его самого в изгнании под непрерывным страхом смерти, вынуждали его притворяться и лицемерить. Христианство стало рисоваться Юлиану как чудовищная религия насилия, обмана, интриг, бесил одных догматических споров и грубого суеверия. Рядом с ним он видел старый прекрасный мир эллинских богов, бесценные сокровища древней культуры. Язычники не травили и не преследовали его: наоборот, они сами были гонимы. От них Юлиан тайком получил самые яркие и прекрасные впечатления своего детства и юности. Юлиан в величайшей тайне с жаром предался изучению языческой науки и философии. Его особенно манила область религиозной философии и мистики. Для посвящения в тайны модных тогда учений он отправился в Эфес к знаменитому неоплатонику Максиму. У него Юлиан познакомился с тайным учением неоплатонизма, постиг искусство гаданий и способы «вступать» в непосредственное общение с богами.

В 354 году Галл был казнен по приказу Констанция. Юлиан едва не разделил судьбу брата: семь месяцев он провел в крепости под Медиоланом в ожидании приговора, но за него заступилась императрица Евсевия. Юлиан получил свободу и позволение отправиться в Афины для завершения образования. Уже в следующем году Констанций вызвал Юлиана к себе, пожаловал титул цезаря, выдал за него свою сестру Елену и поручил управление галльскими и германскими провинциями, которые в это время опустошали полчища германцев.

Таким образом, как говорит Аммиан Марцелин, император как будто оказывал своему двоюродному брату величайшее доверие. Однако повсюду ходила молва, что Юлиан был избран в цезари вовсе не для того, чтобы облегчить трудное положение Галлии, сделано это было с целью вернее погубить его самого в жестокой войне. Думали, что при полной неопытности в военном деле он не вынесет даже лязга оружия. В жизни Юлиана наступил резкий поворот. Из затворника, мечтателя и философа он должен был стать полководцем, государственным деятелем, практиком. В первый момент Юлиан пришел в отчаяние. «Это не мое дело, – говорил он, – седло надели на корову!». Однако его богатая, необычайно разносторонняя и гибкая натура справилась со всеми трудностями нового положения. Кроме того, Юлиан обладал безмерной жаждой славы, и с большим рвением взялся за исполнение возложенных на него обязанностей.

Юлиан немедленно отправился в Галлию и провел зиму в Виенне, напряженно готовясь к войне. Жизнь он вел самую умеренную: довольствовался простой и случайной пищей рядового солдата, спал на войлоке и бараньем тулупе, ночи проводил в государственных делах и за философскими занятиями, а дни всецело отдавал военным заботам. Летом 356 года он двинулся в Германию. Марцелин пишет: «Часть алеманнов он устрашил и прогнал одним своим появлением, других разбил в сражении при Бротомаге. Варвары были ошеломлены, но не собирались складывать оружие. Когда Юлиан отступил с частью сил на зимовку в Сеноны, ему пришлось выдержать их месячную осаду. Весной 357 года он опять выступил против врагов, вышел к берегам Рейна и восстановил здесь Три Таверны – старое римское укрепление, недавно взятое и разрушенное алеманнами. Вскоре он узнал, что семь алеманнских царей собрали свои силы близ города Аргентората, и поспешил навстречу врагу. Когда две армии сошлись друг с другом, Юлиан построил свои легионы, расположив всю конницу на правом фланге. Германцы настолько были уверены в своем превосходстве, что первыми атаковали римский строй. Римская конница не выдержала и подалась назад, но легионеры, плотно сомкнув щиты, сдержали удар. Началась упорная битва. Долгое время было неясно, на чью сторону склоняется успех. Однако, в конце концов, превосходство римского оружия дало о себе знать. В попытке прорвать римский строй множество варваров было перебито, остальные стали отступать и наконец обратились в бегство. Юлиан преследовал их до самого Рейна».

Враг был изгнан из римских провинций, но Юлиан решил не давать ему покоя даже в собственных землях. Он перевел войско через Рейн и внезапно напал на алеманнские поселения. Римляне захватывали в плен людей, а все остальное предавали огню и уничтожению. Видя это страшное опустошение, цари алеманнов отправили к Юлиану посольства с мирными предложениями. Он согласился дать им десятимесячное перемирие и возвратился на зимние квартиры в Галлию. В 358 году Юлиан выступил против салических франков, которые обосновались на римской территории вблизи Токсиандрии. Обрушившись на них, он принудил их просить мира и принял в римское подданство. Затем он так же стремительно напал на хамавов, многих перебил, а остальных изгнал за пределы Империи. Вскоре хамавы прислали послов, обещали покориться Риму и получили позволение вернуться в свои разоренные селения.

Очистив Галлию, Юлиан вновь напал на алеманнов – он во второй раз переправился через Рейн и двинулся в глубь Германии. Рассвирепевшие солдаты предавали поля огню, угоняли скот, а людей убивали без пощады. Видя это страшное разорение, цари алеманнов один за другим стали просить мира. Они обязались выдать пленных и снабдить Юлиана всем необходимым для строительства крепостей.

В 359 году были восстановлены семь старых римских пограничных городов, разрушенных германцами. Затем Юлиан в третий раз переправился через Рейн и пошел на тех царей, которые еще медлили с изъявлением покорности. После того как их поля и жилища были сожжены и многие из их племени взяты в плен и перебиты, эти цари прислали послов и смиренно просили пощады. Юлиан заключил с ними мир.

Закончив за четыре года тяжелую войну, Юлиан вновь укрепил западные границы Империи и добился таких успехов, каких от него никто не ожидал. Тем временем Констанций боролся на Дунае против квадов и сарматов. В 359 году персидский царь Шапур II с большими силами перешел Тигр и напал на римские владения. Император был вынужден отправиться на Восток. Встревоженный ростом популярности молодого Юлиана, Констанций решил под предлогом начала войны с персами отобрать у него самые боеспособные части – германские вспомогательные войска. Но когда в 360 году германские отряды узнали, что их перебрасывают на восток, они взялись за оружие и взбунтовались, так как по договору с варварами, служившими в его армии, Юлиан не имел права отправлять их из Галлии. Вспыхнул мятеж, окончившийся тем, что зимой 360 года галльские войска в Паризии (современном Париже) провозгласили Юлиана августом. Он уже пользовался среди них большой популярностью за свои военные и административные способности. Аммиан пишет, что «Юлиан упорно сопротивлялся настояниям всей толпы: он то выказывал негодование, то простирал руки, моля и заклиная, чтобы они не совершали недостойного дела, но наконец должен был уступить. Его поставили на щит и, за неимением диадемы, возложили на голову цепь, которую сорвал с себя один из знаменосцев. Извещая о своем избрании, Юлиан отправил Констанцию два письма: в одном, официальном, не было ничего вызывающего или оскорбительного. Но другое, личное, содержало порицания и едкие нападки. Он обратился к Констанцию с требованием признать его августом и очистить Запад от своих войск. Император продолжал войну с персами, не давая никакого ответа.