Po śmierci Euzebiusza, powołano Bazylego na godność Arcybiskupa Cezarei. W pałacu Arcybiskupim żył on jak najuboższy zakonnik, a znaczne dochody obracał na kształcenie kapłanów, budowę szkół i olbrzymiego, w całym ówczesnym świecie sławnego szpitala dla ubogich, chorych i sierot, bez względu na wyznanie religii; w szpitalu tym urządzone były szkoły, warsztaty, mieszkania dla kapłanów, lekarzy, stróżów i wszelkie możliwe dogodności. W dni powszednie miewał kazania rano i wieczorem, a zawsze wobec licznych słuchaczów; ludowi udzielał Sakramentu Komunii co środę, piątek, sobotę. Niedzielę i w dnie uroczyste św. Męczenników. Z Papieżem Damazym żył w ciągłych stosunkach, również z wielkim Doktorem Kościoła Atanazym i z wszystkimi wybitniejszymi książętami Kościoła, walcząc wspólnie z nimi przeciwko kacerstwu. Świetną swą wymową i nauką nawrócił wielu błądzących do prawdziwej wiary.
Wszystkie te uczynki ściągnęły na Bazylego nienawiść cesarza Valensa, Aryanina, który postanowił albo go pozyskać dla siebie, albo też zgubić. Ułożył więc plan, chcąc go wykonać w podróży do Syryi. W tym celu posłał prefekta Modesta naprzód do Kapadocyi. Modestus nakłaniał Bazylego do łagodności względem Aryanów, a gdy ten się namowom opierał, groził mu gniewem cesarza. Tedy Bazyli odpowiedział ze spokojem: „Gniewu cesarza się nie obawiam, albowiem pojąć nie mogę, czemby mnie mógł dotknąć; jeżeli mnie pozbawi Biskupich dochodów, to tych nie mam dla siebie; moją wyłączną własnością jest tylko kilka książek i kawał razowego chleba, wreszcie kilka szmat dla mego niegodnego ciała, na co się cesarz pewnie nie złakomi. Jeżeli mnie zechce wypędzić, toć cały świat jest dla mnie miejscem wygnania, a tylko Niebo uważam za przyszłą moją ojczyznę. Tortur się nie obawiam, albowiem ciało me jest tak wątłe i słabe, iż pierwsze już ciosy śmierć mi zadadzą. Jeśli mnie zechce zabić to i owszem, tym sposobem bowiem prędzej dostanę się do Boga, któremu jedynie chcę służyć: powiedz zatem cesarzowi, że go się nie obawiam.“ Modest zdziwiony odparł: „Tak odważnie jeszcze nikt do mnie nie przemawiał.“ Rzekł na to Bazyli: „W takim razie nie miałeś widocznie jeszcze do czynienia z Biskupem katolickim.“
Cesarz Valens przybył potem sam do Cezarei, lecz spokój i wzniosła powaga Arcybiskupa tak mu zaimponowała, że plan przeciwko Bazylemu powzięty porzucił. Aryanie atoli podszczuwali go bezustannie kłamstwem i oszczerstwem, póki cesarz nie uległ i skazał Bazylego na wygnanie. W chwili jednak, kiedy wyrok podpisywał, zachorował mu syn śmiertelnie. Cesarzowa twierdziła, że to kara Boska za wyrok przeciwko Bazylemu. Kazał więc cesarz przywołać Biskupa do łoża syna, gdzie tenże oświadczył cesarzowi: „Syn twój żyć będzie, jeśli go dasz ochrzcić w religii katolickiej.“ Valens święcie przyrzekł tego dopełnić, i syn zaraz wyzdrowiał. Gdy potem jednakże przyrzeczenia nie do-
