Sammen med sin venn Gregor av Nazianz og sin bror Gregor av Nyssa overbeviste Basilios etter hvert den østlige kristenhet om at det ikke var logisk å både anta og hevde at Faderen, Sønnen og Den hellige ånd var tre hypostaser. Ved de kappadokiske fedres anstrengelser ble det bestemt at det greske ord var det samme som det latinske . Denne teologi ble, mest som følge av de analogier som ble brukt til begrunnelse, kontroversiell, ettersom de til beskrivelsen av Treenigheten påstod at far, mor og barn delte en felles menneskelighet. Dessuten ble definisjonen feiltolket som polyteisme. Den senere vedtatte definisjon av Treenigheten som en substans og tre personer var Basilios den første til å fastslå. Dette ble definert som dogme ved det første konsil i Konstantinopel, som fant sted et par år etter Basilios' død.