На Собор съехалось немыслимое на тот момент число епископов. Евсевий Кесарийский называет число 250 (Жизнеописание, 3,8), сам Константин — 300, Евстафий Антиохийский — 270, но наибольшее распространение получило число 318, впервые зафиксированное в 360 году у Илария Пиктавийского. Это число повторяют Василий Великий и Афанасий Александрийский, а также Сократ Схоластик (Церковная история, 1,8). К этому нужно добавить, что на Собор каждый епископ имел право взять с собой двух пресвитеров и трех служителей. Торжественное открытие Собора произошло 14 июня. Евсевий Кесарийский так описывает его:
«Заседая с должным благочинием, Собор сначала соблюдал безмолвие и ожидал прибытия василевса. Вот, наконец, вошел кто-то один, потом другой и третий из приближенных василевса, входили затем и другие, но не из обыкновенных гоплитов и дорифоров, а из верных его друзей. Когда же подан был знак, которым обыкновенно возвещалось прибытие василевса, и все встали, вошел и сам он и выступил на середину собрания. То был будто небесный ангел Божий, которого торжественные одежды блистали молниями света, которого порфира сияла огненными лучами и украшалась переливающимся блеском золота и драгоценных камней. Таково было украшение его тела. А душа его, очевидно, украшена была благоговением и страхом Божьим, это выражалось в поникшем его взоре, румянце на его лице и движениями его походки. Другие признаки были не менее отличительны, он превосходил окружавших себя и высотой роста, и красотой вида, и величественной стройностью тела, и крепость непобедимой силы, и все это в соединении с ласковостью его нрава и кротостью истинно царской его снисходительности лучше всякого слова выказывало превосходство его разума. Дойдя до начала рядов, он сперва остановился на середине, когда же поставили перед ним небольшое, сделанное из золота кресло, —
сел, но не прежде, как подали ему знак епископы. После василевса все сделали то же»(Жизнеописание, 3,10).
Императора приветствовал ведущий Собора Евсевий Антиохийский, чью приветственную речь цитирует в 725 году Григорий Кесарийский в своей «Похвале 318 отцам», откуда она известна науке. После этого император на официальном языке Империи обратился к собравшимся с речью, которую стоит процитировать: