Итак, в 286 году Трдат III восходит на царский престол, однако полноправным властителем Армении он становится по прошествии примерно десяти лет, освободив различные районы от персов. Вполне вероятно, что его короновал сам Диоклетиан или его представитель; как бы то ни было, он союзник Диоклетиана, который вернул его на престол и помог изгнать персов.
С начала своего царствования Трдат преследует христиан. Его действия надо рассматривать в одной плоскости с политикой римского императора, который в эту самую эпоху начинает новое жестокое гонение на Церковь. Известно, что в Римской империи местные цари в области религиозной политики обычно придерживались одной линии с Римом.
Диоклетиан (245-316) занимал императорский трон с 284 по 305 годы. Он называл себя Юпитером, почитался императором, поставленным по воле богов, и даже сам считал себя богом, которому должны поклоняться подданные. Человек энергичный и практичный, талантливый администратор, он провел ряд налоговых реформ, распространяя налогообложение на всех подданных, включая жителей Италии. К концу своего царствования Диоклетиан предпринял самые жестокие гонения на Церковь из тех, которые были в первые века христианства. Они будут продолжаться десять лет и породят сотни мучеников.
После того как Трдат возвращается на армянский престол, Григорий, желая искупить грех своего отца, поступает к нему на службу; благодаря образованию, полученному в Кесарии, он трудится в качестве придворного сановника.
Однажды, когда от Григория потребовали принести жертву богине Анаит, как того требовали армянский обычай и придворный этикет, он отказался это сделать. В это же время Трдат узнает, что Григорий — сын убийцы его отца. Охваченный гневом и чувством мести, царь бросает его в «глубокую темницу» (по-армянски
Между тем Трдат продолжал свои гонения на христиан. По требованию Диоклетиана он принялся разыскивать некую Рипсиме — молодую девушку, христианку из Рима, в которую влюбился император; чтобы избежать его домогательств, девушка вместе с группой молодых римских монахинь и их игуменьей по имени Гаяне бежала сначала в Иерусалим, а потом в Армению. Там они скромно обосновались в столице Вагаршапат, положив таким образом начало монашеской жизни в Армении.
Однако вскоре, когда Рипсиме разыскали и привели к Трдату, он воспылал к ней такой же сильной страстью, что и Диоклетиан. Но девушка отвергла и его, и тогда царь в бешенстве повелел ее убить вместе с тридцатью двумя ее подругами. Последней убили игуменью Гаяне, которая воодушевляла девушек перед их мученической кончиной. После убийства монахинь царя охватила глубочайшая депрессия, что-то вроде умопомешательства, которую древний автор называет «ликантропией». Агафангел дает метафорическое описание состояния царя, говоря, что Трдат превратился в кабана.
Между тем сестре царя Хосровадухт открывается во сне, что Григорий жив и что только он может вылечить ее брата; она вызволяет Григория из подземной темницы, и он, обретя свободу, первым делом хоронит дев-мучениц; затем он является ко двору и в течение двух месяцев проповедует христианскую веру; наконец, он исцеляет Трдата (по словам Агафангела, царь вновь обретает человеческие черты). Исцеленный царь решает принять христианство, к чему его подвигают также его жена Ашхен и сестра Хосровадухт. По преданию, 6 января 301 года в реке Арацани, притоке Евфрата, Григорий крестит царя и весь его двор.
После обращения царя, будучи еще мирянином, Григорий начинает свою миссионерскую деятельность: он проповедует, крестит, основывает церкви. Однажды, по сообщению Агафангела, его посещает видение: Сам Христос спускается с неба и золотым молотом отмечает место, где в окрестностях столицы Вагаршапат он должен возвести церковь. Так возникает Эчмиадзин, что по-армянски означает «сошествие единородного Сына»; на развалинах языческого храма возводится церковь и, если верить преданию, ее строительство завершается уже в 303 году.
После этого Григорий отправляется в Кесарию Каппадокийскую, где архиепископ Леонтий рукополагает его в епископы. По возвращении в Армению он поселяется в Вагаршапате, избрав Эчмиадзинскую церковь в качестве местопребывания главы Армянской церкви. Григорий, проповедуя Евангелие, одновременно вступает в борьбу против язычества; он противостоит курмам (языческим жрецам), разрушает их храмы и строит много церквей. В этом деле его поддерживает сам Трдат, который, приняв христианство, издал указ, запрещающий языческие культы.