Han upphöjdes till caesar 324, till augustus efter faderns död 337. Vid uppdelningen av riket mellan Contantius och hans bröder fick han ansvaret för den östra rikshalvan, där han 338–350 utkämpade ett resultatlöst krig mot perserna. Efter brodern Constans död 350 och krossandet av usurpatorn Magnentius 353 blev Contantius ensam härskare