Когато овдовяла Антиохийската епархия, понеже антиохийският епископ Евдоксий /арианин/ бил преместен в Цариград, то Евсевий много допринесъл да бъде избран на негово място св. Мелетий. Арианите, силни при царския двор, се съгласили на това, понеже считали, че Мелетий е техен съмишленик. Но още от първите думи на новия епископ към антиохийския народ всички узнали, че той ще бъде твърде ревностен защитник на православието. Тогава арианите започнали да го преследват и скоро убедили царя да го свали и прати на заточение.
А при Евсевий се пазел актът за избирането на Мелетий, подписан от всички участници в избора. Арианите поискали да им се предаде този акт, който свидетелсвал против тях. Евсевий отказал това. Те го заплашвали, че ще му отсекат дясната ръка. Евсевий им протегнал и двете ръце, като казал: ‘‘Отсечете и двете, но общото решение, доказващо законността на Мелетиевия избор и беззаконието на арианите, няма да ви предам, освен по решение на събора’‘. Арианите се върнали празни и сам царят похвалил твърдия дух на достойния самосатски епископ.
В царуването на Юлиан Отстъпник, когато Христовата църква се подложила на нови гонения, св. Евсевий продължавал твърдо и неуклонно да служи на Господа, като подкрепял слабите и се стараел да усмири вълненията, навсякъде причинявани от гонението и от еретическото учение. Такава също дейност му предстояла и при император Валент - новия покровител на арианството. Тогава всички православни епископи се сдружили и с общи сили се стремели да противодействат на злото, което бързо се разпространило. Името на Евсевий Самосатски се споменава наред с твърдите защитници на истината.
Както много епископи - защитници на истинската вяра, така и Евсевий бил подложен на гонение и пратен на заточение. На негово място бил назначен арианин. Новият император Грациан върнал на катедрите всички православни епископи. Тогава и св. Евсевий се върнал в Самосат, но скоро умрял от раната, която една жена - арианка му нанесла по главата.
