Dopiero wówczas, mając bezpieczne zaplecze, Lukullus podjął swą słynną ofensywę na lądzie, w której zadał nieprzyjacielowi wielkie straty oraz zajął Bitynię i Pont. W pościgu wkroczył do Armenii, w której władał zięć Mitrydatesa, Tigranes II Wielki. Odmówił on wydania teścia-zbiega. W latach 69–68 p.n.e. Lukullus prowadził kampanię wojenną przeciw Tigranesowi, którego pokonał w bitwie pod Tigranocertą (6 października 69 p.n.e.). Musiał jednak odstąpić od oblężenia Artaksaty, z powodu buntu we własnych oddziałach. Był bardzo blisko zakończenia wojny, ale bunt ten zmusił go do odwrotu i zaprzepaścił dotychczasowe osiągnięcia.
Odwołanie ze Wschodu thumb|300px|Uczta u Lukullusa (mal. Gustave Boulanger, 1877) W czasie prowadzonych wypraw wprowadzał surową dyscyplinę i zakazywał swoim żołnierzom plądrowania miast greckich, czym zyskiwał sobie przychylność i szacunek ich mieszkańców, ale jednocześnie niechęć części swoich żołnierzy, którzy grabież traktowali jako stałe źródło zarobków. Lukullus naraził się również bardzo publikanom, ingerując w sprawy finansowe prowincji Azji. Była ona zrujnowana nałożoną przez Sullę kontrybucją w wysokości 20 tysięcy talentów (120 milionów denarów) jako karą za pomoc udzieloną Mitrydatesowi.