Консул Лукулл, который был назначен главнокомандующим на Востоке, нанес войскам царя Митридата Евпатора несколько поражений, умело используя все преимущества современной, хорошо обученной и дисциплинированной римской армии. Митридат был вытеснен противником из Вифинии и Понта. Лукулл заставил его бежать к зятю, Тиграну Армянскому. Отказ последнего выдать тестя римскому консулу послужил поводом для войны между Римом и Арменией.
Осенью 69 года до н. э. 10-тысячное римское войско под командованием Луция Лициния Лукулла осадило город Тигранокерт. Лукулл умело атаковал понтийскую конницу с тыла и разгромил ее. После этого римские легионы напали на пехоту противника и также разбили ее. По свидетельству римских источников, явно преувеличивавших победу римской армии при Тигранокерте, понтийцы потеряли около 100 тысяч человек, сами же победители – всего 5 (пять) человек!
В следующем, 68 году до н. э. победитель Лукулл двинулся во главе римской армии на столицу Армении Артаксату (Арташат), но его поход был неудачен. Ответные действия Митридата Евпатора не заставили себя долго ждать – он перешел со своими войсками в наступление, отвоевав у римлян Понт и Армению.
В начале 66 года до н. э. командование римской армией на Востоке перешло к полководцу Гнею Помпею. В том же году близ города Никополя состоялось второе в истории сражение между римлянами и войсками царя Митридата. Помпею удалось занять господствующие над полем битвы высоты, и понтийцам пришлось расположиться походным лагерем под ними. Ночью римские легионы внезапно атаковали спящих понтийцев и разгромили их, обратив царскую армию в бегство.
После этого сражения Митридат был окончательно вытеснен из своих владений. Ему пришлось бежать сперва в Колхиду, а оттуда через Черное море в столицу Боспорского царства, город Пантикопей (современная Керчь). Там он решил собраться с силами и вновь начать войну против ненавистного ему Рима. Однако поддержки у народа и войска беглый понтийский царь не получил.
Вскоре против Митридата VI Евпатора восстали греческие города Северного Причерноморья и азовского побережья. Мятеж против государя подняло и царское войско во главе с его сыном Фарнаком. Тогда царь Митридат покончил жизнь самоубийством, не желая сдаваться врагу.
Итогом Третьей Митридатовой войны стало превращение Вифинии и Понта в римские провинции. Вслед за этим полководец Помпей подошел во главе многотысячной римской армии к армянской столице Артаксате и заставил царя Тиграна признать себя вассалом Рима и отказаться в его пользу от всех своих завоеваний. Гибель Митридата Евпатора привела к значительному расширению владений Древнего Рима в Малой Азии.