这场战争是经过精心策划的：十个军团集中在东部战区；自111年以来，普林尼（Pliny the Younger）的信件证明，比提尼亚（Bithynia）的省政府必须为过境的军队组织补给，当地市议会及其成员必须自行承担一部分增加的开支，通过供给军队来应对。

因此，计划中的这场战争从一开始就非常昂贵。

图拉真（Trajan）首先进攻阿美尼亚（Armenia），废除了帕提亚任命的国王帕塔马西里斯（Parthamasiris）（该国王后来在罗马军队的看守下发生了一起不明事件被杀，弗朗图（Fronto）称之为违反罗马诚信的事件），并将其并入罗马帝国作为一个省份，同时获得了高加索（Caucasus）和黑海东岸各部落对罗马霸权的承认——这一进程直到114年底才完成。

与此同时，由军团长卢修斯·奎图斯（Lusius Quietus）指挥的罗马军队——这位杰出的骑兵将军曾在达契亚战争期间指挥来自他故乡毛里塔尼亚（Mauretania）的一支部队——从阿美尼亚跨越阿拉克斯河（Araxes River）进入阿特罗帕特尼（Media Atropatene）和马尔迪安（Mardians）的土地（今吉兰省）。

有可能奎图斯的目标是将罗马的防线向东延伸至里海（Caspian Sea）并向北扩展到高加索山脉的山脚下。

然而，这条新的、更具“合理性”的边界依赖于罗马在幼发拉底河以东建立更加永久的存在。

随后的事件时间表并不确定，但普遍认为，图拉真在115年初发起了美索不达米亚（Mesopotamia）战役，向塔乌罗斯山脉（Taurus mountains）进军，旨在巩固幼发拉底河和底格里斯河之间的领土。

他沿途安置了常驻军队以确保该地区的控制。

当图拉真从西向东推进时，卢修斯·奎图斯则带领军队从里海向西移动，双方军队成功地实施了夹击战术。

这一战术的明显结果是，罗马在帕提亚帝国（Parthian Empire）本土建立了存在，图拉真占领了北美索不达米亚的尼西比斯（Nisibis）和巴特奈（Batnae）等城市，并组织了美索不达米亚省，包括奥斯洛恩王国（Kingdom of Osrhoene）——该地的阿布迦尔七世（King Abgar VII）向图拉真公开投降——成为罗马的保护国。

这一过程似乎在116年初完成，当时罗马铸币宣布阿美尼亚和美索不达米亚已归罗马统治。

哈布尔河（Khabur River）与辛加拉（Singara）附近山脉之间的地区似乎被视为新的边界，因此，沿线修建了道路，并设立了防御工事。

图拉真于115/116年冬季在安条克（Antioch）度过——根据文献资料，他险些在一次猛烈的地震中丧生，该地震夺去了其中一位执政官马库斯·佩多·维吉利安努斯（Marcus Pedo Virgilianus）的生命——116年，图拉真再次出征，计划征服整个美索不达米亚，这一过于雄心勃勃的目标最终导致了他整个战役的失败。

根据一些现代历史学家的看法，116年的战争目标并非征服帕提亚，而是通过“先发制人的展示”，加强罗马对东部贸易路线的控制。

然而，罗马军事力量的普遍匮乏意味着这一战役从一开始就注定失败。

值得注意的是，在帕提亚战役前，图拉真并未征募新的军团，这可能是因为新兵的来源已经过度开采。

根据现有资料的描述，这场战役似乎是，某一罗马分队越过底格里斯河进入阿迪亚贝尼（Adiabene），向南推进并占领了阿德尼斯特雷（Adenystrae）；另一支队伍沿底格里斯河向南推进，占领了巴比伦（Babylon）；图拉真本人则从杜拉-欧罗波斯（Dura-Europos）出发，沿幼发拉底河航行——在那里为自己竖立了凯旋门——经过奥佐加尔达纳（Ozogardana），并在那里设立了一个“法庭”，这个“法庭”在后来的尤利安（Julian the Apostate）征战该地区时依然存在。

经过幼发拉底河和底格里斯河之间的狭窄地带后，他把舰队拖到陆地上，进入底格里斯河，先后占领了塞琉西亚（Seleucia）和帕提亚的首都克特希丰（Ctesiphon）。

他继续向南行进，来到波斯湾（Persian Gulf），在一次从底格里斯河上升的潮汐浪潮中逃脱后，接受了查拉克斯（Charax）统治者阿坦贝鲁斯（Athambelus）的投降。

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他宣布巴比伦为帝国的新省份，并在波斯湾岸边竖立了自己的雕像。

此后，他向元老院发送了一封带桂冠的信件，宣布战争结束，并遗憾地表示自己年纪太大，无法继续前进，重演亚历山大大帝（Alexander the Great）的征战。

由于查拉克斯是一个事实上独立的王国，与帕尔米拉（Palmyra）的关系已如上所述，图拉真对波斯湾的争夺可能与帕尔米拉的利益相关。

另一种假设是，查拉克斯的统治者有扩张帕提亚巴比伦的意图，这为他们与图拉真结盟提供了合理依据。

帕提亚的苏萨（Susa）似乎也被罗马人占领。

根据后来的文献资料（没有钱币或铭文证据支持），也宣告设立了一个亚述省（Assyria），该省似乎涵盖了阿尔达比亚（Adiabene）地区的领土。

有些措施似乎是针对印度贸易的财政管理，或者仅仅是关于在幼发拉底河和底格里斯河上贸易的货物征收关税（portoria）的问题。

可能正是这种“简化”新征服地区的行政管理，按照罗马省制模式来进行税收征收、徵用以及处理地方统治者的特权，激起了后来的反抗。

一些现代历史学家认为，图拉真（Trajan）可能在波斯湾停留期间下令对帕提亚（Parthia）沿海进行袭击，同时探讨将罗马的宗主权扩展至扎格罗斯山脉（Zagros Mountains）通过的山口，进入伊朗高原的东部，并试图与贵霜帝国（Kushan Empire）建立某种直接联系。

然而，并没有试图进一步扩展至伊朗高原，因为罗马军队在骑兵方面相对薄弱，在那里处于劣势。

图拉真离开波斯湾前往巴比伦（Babylon）——他计划在那里在亚历山大（Alexander）去世的房子里献祭——但由帕提亚国王奥斯罗伊（Osroes I）的侄子萨纳特鲁凯斯（Sanatruces）领导的叛乱，可能得到了来自萨卡（Saka）弓箭手的支持，严重威胁到罗马在美索不达米亚（Mesopotamia）和亚美尼亚（Armenia）的立足点。

图拉真试图通过放弃在帕提亚本土的直接统治来应对这一局面，至少是部分放弃。

图拉真派遣两支军队向北美索不达米亚进发：第一支军队在卢修斯·奎图斯（Lusius Quietus）指挥下，收复了尼西比斯（Nisibis）和厄德萨（Edessa）并从叛军手中夺回这些城市，可能在此过程中废除了阿布加尔七世（Abgarus VII）并将其处决，奎图斯可能因此获得了成为元老院的名誉（adlectus inter praetorios）。

然而，第二支军队在阿皮乌斯·马西穆斯·桑特拉（Appius Maximus Santra）的指挥下被击败，桑特拉也在战斗中阵亡。

116年晚些时候，图拉真在奎图斯和其他两位执政官——马库斯·厄鲁基乌斯·克拉鲁斯（Marcus Erucius Clarus）和提比略·尤利乌斯·亚历山大·朱利安努斯（Tiberius Julius Alexander Julianus）的协助下，在一场战斗中击败了帕提亚军队，萨纳特鲁凯斯被杀（可能在奥斯罗伊之子及萨纳特鲁凯斯表弟帕尔塔马斯帕特斯（Parthamaspates）的帮助下成功完成）。

在重新夺回并焚烧塞琉西亚（Seleucia）后，图拉真正式废黜了奥斯罗伊，扶植帕尔塔马斯帕特斯为附庸国王。

这一事件在一枚硬币上被纪念，硬币上刻有“REX PARTHIS DATUS”（赋予帕提亚人一位国王）。

图拉真完成这一任务后，开始向北撤退，以保持新设省份亚美尼亚和美索不达米亚的控制。

图拉真已经接受了停战协议，部分领土交给了萨纳特鲁凯斯之子沃洛吉斯（Vologeses）。

此时，图拉真的健康开始恶化。