Теперь Лукулл в свою очередь перешел в наступление. Командование флотом было передано Триарию, и ему было поручено прежде всего заградить Геллеспонт и не пропускать возвращающиеся из Крита и Испании понтийские суда. Котта занялся осадой Гераклеи, а трудная задача снабжения была возложена на верных и энергичных галатских князей и на каппадокийского царя Ариобарзана. Сам Лукулл вступил осенью 681 г. [73 г.] в благодатный понтийский край, давно уже не знавший неприятельского нашествия. Митрадат, решивший теперь ограничиться исключительно обороной, отступил, не дав сражения, от Синопа к Амису, а от Амиса — к Кабире (впоследствии Неокесарея, теперь Никсар) на реке Лике, притоке Ириса. Он довольствовался тем, что завлекал неприятеля все дальше в глубь страны и затруднял его снабжение и сообщение. Лукулл быстро следовал за ним, оставив в стороне Синоп; он перешел Галис, старую границу римской власти, и начал осаду крупных городов Амиса, Евпатории (на Ирисе), Фемискиры (на реке Фермодонте), пока, наконец, зима не положила конец переходам, но не блокаде городов. Солдаты Лукулла роптали на безостановочное движение вперед, не позволявшее им пожинать плоды их усилий, а также на продолжительные и тяжелые в суровое время года осадные операции. Но Лукулл не обращал внимания на подобные жалобы; с наступлением весны 682 г. [72 г.] он тотчас же пошел дальше на Кабиру, оставив у Амиса два легиона под начальством Луция Мурены. В течение зимы Митрадат предпринимал новые попытки побудить армянского царя принять участие в войне; попытки эти, как и прежде, были безрезультатны или же привели к одним только пустым обещаниям. Еще меньше охоты вмешиваться в это безнадежное дело обнаружили парфяне. Тем временем, главным образом путем вербовок среди скифов, понтийцы снова собрали у Кабиры значительную армию под начальством Диофанта и Таксила. Римское войско, состоявшее лишь из трех легионов и значительно уступавшее понтийскому численностью своей конницы, оказалось вынужденным избегать по возможности сражения в открытом поле и достигло Кабиры непроходимыми тропинками не без труда и потерь. Обе армии долго стояли друг против друга близ этого города. Борьба велась, главным образом, из-за снабжения, которое и у тех и у других было недостаточным. Митрадат составил из ядра своей конницы и отборной пехоты летучий отряд под командованием Диофанта и Таксила, которому было поручено делать набеги между Ликом и Галисом и перехватывать римские транспорты припасов из Каппадокии. Однако Марк Фабий Адриан, военачальник из армии Лукулла, сопровождавший один из этих транспортов, не только разбил наголову подстерегавший его в горном проходе отряд, который хотел напасть на него, но, получив подкрепление, нанес такое поражение всей армии Диофанта и Таксила, что она совершенно распалась. Невознаградимой потерей для царя была гибель его конницы, на которую он возлагал все свои надежды. Как только он получил в Кабире эту страшную весть от первых беглецов с поля сражения, — характерно, что это были сами разбитые генералы, — раньше еще, чем Лукулл узнал о победе, Митрадат приказал немедленно отступать.
Однако решение царя с быстротой молнии распространилось среди его ближайшего окружения; видя поспешные сборы доверенных лиц царя, солдаты были также охвачены паническим страхом. Никто не хотел уйти последним; знатные и незнатные метались, как испуганная дичь, не слушаясь более никого, даже самого царя, который тоже был захвачен этой дикой суматохой. Узнав об этом смятении, Лукулл напал на понтийские полчища, которые дали себя перебить, почти не оказывая сопротивления. Если бы римские легионы сохранили дисциплину и сумели бы умерить свою алчность к добыче, то едва ли от них ушел бы хоть один человек, и даже сам царь, без сомнения, был бы захвачен в плен. С трудом удалось Митрадату с несколькими спутниками бежать в горы, в Коману (недалеко от Токата, у истоков Ириса), однако римский отряд под начальством Марка Помпея вскоре прогнал его оттуда и преследовал до границы его царства, которую он перешел у Талавры в Малой Армении в сопровождении всего лишь 2 тыс. всадников. В Армении Митрадат нашел приют, но не более (конец 682 г. [72 г.]). Тигран приказал, правда, воздавать своему беглецу-тестю царские почести, но не пригласил его даже к своему двору, а держал в отдаленной пограничной местности, где он находился в своего рода почетном заточении.
Римские войска наводнили все Понтийское царство и Малую Армению, и вся низменность до самого Трапезунда покорилась победителю без сопротивления. Начальники царских сокровищниц также сдались после некоторого колебания и выдали все хранившиеся там богатства. Так как женщины царского гарема, сестры царя и его многочисленные жены и наложницы, не могли бежать, то царь приказал одному из своих евнухов умертвить их всех в Фарнакее (Керасунт).