Казалось ситуация благоприятствовала Тиграну. Однако в 66 году до н. э. новый римский полководец, Гней Помпей Великий, к которому за помощью обратился младший сын Тиграна II, восставший против своего отца, привёл в Армению 50-тысячное войско. Митридат же был окончательно разбит римлянами, бежал в Боспорское царство и там покончил жизнь самоубийством. Тигран II оказался не в состоянии вести войну сразу против двух могущественных держав — Рима и Парфии. К тому же против него восстала и часть армянской знати, а также население многих завоеванных армянским царством стран и городов. В связи с этим армянскому царю пришлось подписать в 66 году до н. э. договор с Помпеем, по которому Тигран сохранил за собой лишь Армянское нагорье и часть земель, захваченных у Парфии. Кроме того, он получил восточную часть Малой Армении, принадлежавшей до того Митридату VI. Сирия, Коммагена и Киликия попали под власть Рима. Тигран II выплатил 6 тыс. талантов контрибуции, сохранил за собой титул царя царей и был провозглашён «другом и союзником римского народа» ("socius et amicus populi Romani"), что обеспечивало ему защиту Римской империи от посягательств парфян. Из состава Великой Армении Помпей выделил Софену, которая вначале была отдана Тиграну Младшему, а потом, когда Тигран Младший оказался недостаточно послушным Помпею, была передана царю Каппадокии.