El 2 de agosto de 358, Liberio volvió a Roma, donde se negó a sentarse al lado de su rival, el antipapa Félix, entronizado por el emperador. El pueblo de Roma se levantó enseguida, defendiendo a Liberio y gritando por las calles: "No hay más que un sólo Cristo y un sólo pastor". Feliz abandonó la Ciudad Eterna.
La muerte de Constancio durante una guerra contra los persas, significó el principio de la decadencia de los arrianos, cuyo concilio disidente en Ravena (359) fue rechazado por Liberio. Antes de morir el Papa Liberio tuvo todavía la desgracia de asistir a los intentos del emperador Juliano de reactualizar el paganismo.
Admirador de la filosofía sincretista y del neoplatonismo, Juliano, llamado el Apóstata, proclamó el culto al dios sol, y a través de él, del dios apolo. Emprendió esta reforma no debido a cálculos políticos, sino a una profunda convicción religiosa.
Pero el cristianismo era ya poderoso, mientras el paganismo no constituía más que un recuerdo histórico, exento de fuerza y de sustancia.
Mientras agonizaba, herido durante una guerra contra los persas, Juliano levantó los ojos al cielo y dijo: "Venciste Galileo". Con él, el paganismo se hundió para siempre.
San Liberio empezó, en 352, la contrucción de la Basílica de Santa María la Mayor, de Roma, considerada como centro del culto mariano en Europa.