В народе распространилась молва, что Юлиан мог бы хорошо управлять делами Римской империи. Сделавшись слишком гласного, эта молва стала наконец беспокоить Констанция. Поэтому император вновь выслал Юлиана из столицы в Никомедию. Это было счастьем для Юлиана. В Никомедии преподавал тогда знаменитый языческий ритор Либаний. Правда, Юлиан должен был поклясться Констанцию, что не будет посещать его лекций. Но он сумел найти выход. За большие деньги Юлиан нанял человека, которому поручил записывать лекции Либания, а потом тайком изучал их. Либаний впоследствии говорил, что Юлиан усвоил его учение гораздо лучше, чем те, кто его слушал. Несмотря на все ухищрения и конспирацию, до Констанция дошли слухи о том, что Юлиан дружит с язычниками. Юноше снова грозила опала, а может быть, и смерть. Пришлось усилить маскировку: Юлиан остригся, сбрил бороду (длинные волосы и борода были признаком приверженности к языческим учениям), стал вести монашеский образ жизни и вступил в никомедийский клир в качестве чтеца.
В эти годы совершилось окончательное обращение Юлиана назад от ненавистного христианства к язычеству. Юлиан, как большинство людей его эпохи, был глубоко религиозной натурой. Но эта религиозность, благодаря условиям его жизни, свернула с того пути, который в середине IV века стал уже традиционным. Для Юлиана христианство являлось символом всего того, что он ненавидел с детства. Христиане убили его отца, долгие годы держали его самого в изгнании под непрерывным страхом смерти, вынуждали его притворяться и лицемерить. Христианство стало рисоваться Юлиану как чудовищная религия насилия, обмана, интриг, бесил одных догматических споров и грубого суеверия. Рядом с ним он видел старый прекрасный мир эллинских богов, бесценные сокровища древней культуры. Язычники не травили и не преследовали его: наоборот, они сами были гонимы. От них Юлиан тайком получил самые яркие и прекрасные впечатления своего детства и юности. Юлиан в величайшей тайне с жаром предался изучению языческой науки и философии. Его особенно манила область религиозной философии и мистики. Для посвящения в тайны модных тогда учений он отправился в Эфес к знаменитому неоплатонику Максиму. У него Юлиан познакомился с тайным учением неоплатонизма, постиг искусство гаданий и способы «вступать» в непосредственное общение с богами.
В 354 году Галл был казнен по приказу Констанция. Юлиан едва не разделил судьбу брата: семь месяцев он провел в крепости под Медиоланом в ожидании приговора, но за него заступилась императрица Евсевия. Юлиан получил свободу и позволение отправиться в Афины для завершения образования. Уже в следующем году Констанций вызвал Юлиана к себе, пожаловал титул цезаря, выдал за него свою сестру Елену и поручил управление галльскими и германскими провинциями, которые в это время опустошали полчища германцев.
Таким образом, как говорит Аммиан Марцелин, император как будто оказывал своему двоюродному брату величайшее доверие. Однако повсюду ходила молва, что Юлиан был избран в цезари вовсе не для того, чтобы облегчить трудное положение Галлии, сделано это было с целью вернее погубить его самого в жестокой войне. Думали, что при полной неопытности в военном деле он не вынесет даже лязга оружия. В жизни Юлиана наступил резкий поворот. Из затворника, мечтателя и философа он должен был стать полководцем, государственным деятелем, практиком. В первый момент Юлиан пришел в отчаяние. «Это не мое дело, – говорил он, – седло надели на корову!». Однако его богатая, необычайно разносторонняя и гибкая натура справилась со всеми трудностями нового положения. Кроме того, Юлиан обладал безмерной жаждой славы, и с большим рвением взялся за исполнение возложенных на него обязанностей.
Юлиан немедленно отправился в Галлию и провел зиму в Виенне, напряженно готовясь к войне. Жизнь он вел самую умеренную: довольствовался простой и случайной пищей рядового солдата, спал на войлоке и бараньем тулупе, ночи проводил в государственных делах и за философскими занятиями, а дни всецело отдавал военным заботам. Летом 356 года он двинулся в Германию. Марцелин пишет: «Часть алеманнов он устрашил и прогнал одним своим появлением, других разбил в сражении при Бротомаге. Варвары были ошеломлены, но не собирались складывать оружие. Когда Юлиан отступил с частью сил на зимовку в Сеноны, ему пришлось выдержать их месячную осаду. Весной 357 года он опять выступил против врагов, вышел к берегам Рейна и восстановил здесь Три Таверны – старое римское укрепление, недавно взятое и разрушенное алеманнами. Вскоре он узнал, что семь алеманнских царей собрали свои силы близ города Аргентората, и поспешил навстречу врагу. Когда две армии сошлись друг с другом, Юлиан построил свои легионы, расположив всю конницу на правом фланге. Германцы настолько были уверены в своем превосходстве, что первыми атаковали римский строй. Римская конница не выдержала и подалась назад, но легионеры, плотно сомкнув щиты, сдержали удар. Началась упорная битва. Долгое время было неясно, на чью сторону склоняется успех. Однако, в конце концов, превосходство римского оружия дало о себе знать. В попытке прорвать римский строй множество варваров было перебито, остальные стали отступать и наконец обратились в бегство. Юлиан преследовал их до самого Рейна».