Kościół katolicki warunkiem unii uczynił zaakceptowanie formuły filioque („Duch Święty pochodzi odwiecznie od Ojca i od Syna nie jako od dwóch odrębnych początków, ale jako od jednego początku (tamquam ex uno principio)”) oraz uznanie ważności siedmiu sakramentów. Michał Paleolog, reprezentowany w Lyonie przez ekspatriarchę Konstantynopola, zgodził się na te warunki oraz przyjął doktrynę o supremacji Stolicy Apostolskiej. Zawarto w ten sposób trwającą zaledwie siedem lat unię lyońską.
Na soborze ogłoszono nową krucjatę. Na jej potrzeby zarządzono zbiórkę specjalnej dziesięciny w każdej parafii. Nie doczekała się ona jednak wcielenia w życie – odzew był znikomy.
Nauka soborowa Sobór, który obradował podczas trzech uroczystych sesji (11, 20 i 30 listopada), zajął się trzema ważnymi dla ówczesnego Kościół kwestiami: rekonkwisty Ziemi Świętej, reformy wewnątrzkościelenej oraz herezjami albigensów, katarów i Joachima z Fiore. Zajęto się problemem nieuznawania przez kler prawosławny rytów sakramentalnych Kościoła łacińskiego. Sobór przypomniał o prymacie Stolicy Piotrowej nad innymi patriarchatami, powołując się na wolę Chrystusa w tej sprawie. Zobowiązano wiernych do corocznej spowiedzi i Komunii wielkanocnej. Spowiednicy zostali ponownie wezwani do zachowywania sekretu spowiedzi świętej.