Траян к этому времени одолел даков и мог вплотную заняться Парфией, тем более что к этому его вынуждало происходящее в Армении. К тому же он знал, что Парфия, которую претенденты на престол рвут на части, переживает состояние анархии, и это повышало соблазн отхватить часть ее территории. Осенью 113 года, предположительно 27 октября, Траян отбыл морем из Рима, что, собственно, можно считать первым актом военной кампании. В Афинах его уже ждало парфянское посольство: убоявшийся войны Хосрой просил о мире и предлагал заменить Аксидара на армянском троне, которого, впрочем, он уже успел сместить, его братом Пар-тамазирисом. Траян не удостоил послов ответом и отказался принять привезенные ими подарки.
Затем он отправился, возможно по морю, в Эфес и далее через Ликию в Киликию, а в начале 114 года уже был в Антиохии, куда также прибыли послы с изъявлением лояльности и подарками от правителя Осроены Абгара VII, который пытался лавировать между парфянами и римлянами, всеми силами демонстрируя дружеские чувства как к тем, так и к другим. Из Антиохии Траян совершил поездку в Гелиополь, чтобы задать тамошнему оракулу вопрос об исходе войны с Парфией. Кроме того, находясь здесь, он принял участие в освящении в храме Юпитера части добычи, захваченной у даков, по поводу чего будущий император Адриан сочинил стихи.
Подготовка к войне велась тщательно. Против Парфии были собраны значительные силы: в дополнение к легионам, постоянно дислоцированным в Палестине и Сирии, из Паннонии были переброшены ветераны, прошедшие через дакийские войны, а также легионы из Египта. Мы не обладаем полной информацией о войсках, которыми располагал Траян, но наверняка можем утверждать, что против парфян были готовы выступить IV Скифский и VI Железныйлегионы из Сирии, X «Легион из пролива» и по крайней мере часть III Киренаикского легиона из Иудеи, а также XVI Стойкий Флавиев из Коммагены. К ним, возможно, следует добавить I Вспомогательный, II Неустрашимый Траянов, VII и XI Клавдиевы, XV Аполлонов и XXX Победоносный Ульпиев легионы. Из Египта в Сирию также были отправлены многочисленные вспомогательные отряды под командованием префекта Валерия Лоллиана.
Из Антиохии Траян перебрался в Мелитену, поближе к армянской границе, и здесь получил заносчивое послание от Партамазириса, который к этому времени, без согласия римлян, возложил на себя царскую диадему и желал в этом своем новом качестве встретиться с Траяном. Не получив ответа, Партамазирис вскоре написал еще одно письмо, куда более сдержанное, в котором просил прислать для переговоров наместника Каппадокии Марка Юния. Траян отправил к нему сына Юния; тем временем римляне без сопротивления вошли в Арсамосату. Сам же Траян явился в Саталу, дабы принять здесь прибывших продемонстрировать свою лояльность Риму правителей с Кавказа и Прикаспия. Среди них были царь албанов, которого Траян одарил золотом, а также цари иберов, сарматов и колхов. Особо Траян отличил богатыми подарками царя гениохов и махелонов Анхиала. Эти события, вероятно, нашли отображение на римских монетах с надписью REGNA ADSIGNATA (то есть «вверенные царства»). Часть владетелей привели в Саталу к Траяну свои войска, в том числе брат иберийского царя Митридата Амазасп, который, однако, вскоре умер и был похоронен около Нисибиса.
Обзаведшись многими совсем не лишними союзниками, Траян, наконец, решил встретиться с Партамазирисом, чего тот так долго добивался. Римский император принял армянского монарха в крепости Элегея, к западу от современного Эрзерума, в присутствии всей своей армии. Началась встреча с того, что Партамазирис снял диадему и положил к ногам Траяна. Армия при виде этой сцены радостно взревела, вообразив, что Партамазирис сдался на милость императора, а сама сцена впоследствии была изображена на римской монете с надписью REX PARTHVS («парфянский царь»). Но Партамазирис вовсе не думал о сдаче — он надеялся, что диадема вернется к нему обратно, как это когда-то произошло с Тиридатом I. Однако он просчитался: в намерения Траяна не входило оставлять его на троне.
Поняв, что надежды его не оправдались, Партамазирис стал просить Траяна о разговоре с глазу на глаз, полагая в этом свой последний шанс. Разговор состоялся, но, видно, ничего приятного для себя Партамазирис не услышал, поскольку после него он выглядел взбешенным. Расставшись с Траяном, он бросился вон из римского лагеря, но легионеры, по приказу Траяна, не дали ему уйти. Партамазириса подвели к императору, и тот потребовал, чтобы следующий их разговор был при воинах, дабы его мог слышать каждый желающий. Партамазирис стал говорить, что явился к Траяну не как побежденный, а лишь за тем, чтобы получить из его рук армянский трон. Траян же сказал, что у Армении больше не будет царя, так как с этого момента она становится римской провинцией.
Партамазирису и бывшим при нем парфянам было позволено уйти из римского лагеря, но армяне из его свиты, которые в одночасье стали римскими подданными, получили приказ остаться. Напоследок Партамазирис упрекнул Траяна за то, что он так с ним обошелся, поблагодарив, однако, за то, что он отпустил его с миром. Но стоило бывшему армянскому царю выехать за пределы лагеря, как командир римского отряда, данного ему в сопровождение, убил его. Позднее Траян заявил, что это было сделано по его приказу, поскольку Партамазирис заслужил наказание.
Пока происходили эти события, римский полководец родом из берберов Луций Квиет, в свое время отличившийся в боях с даками, был послан привести в повиновение воинственных мардов, живших восточнее озера Ван и, как, во всяком случае, сообщает Арриан, преуспел в этом. Примерно в это же время на границе земель лазов и сагинов, недалеко от Железных Ворот, был оставлен римский гарнизон.
Таким образом, покорение Армении и связанных с нею территорий шло своим чередом, причем давалось это значительно проще, чем можно было предполагать в начале кампании. Траян лично руководил решением этой задачи: отдавал приказы войскам, вникал в сведения, которые сообщали лазутчики, давал указания распускать ложные слухи о передвижении римских отрядов, делал выговоры провинившимся и т. д.
Когда Армения стала римской провинцией, туда был назначен наместник-прокуратор. До нас дошли имена первых троих — это Луций Катилий Север, Гай Атилий Клавдийи Тит Гатерий Непот. Завоевание Армении было отмечено монетой с надписью APMENIA, выпущенной на Крите. А Траян в связи с этим событием присоединил к своему официальному титулу еще один, которым особенно гордился, — Optimus («Лучший»).
Убедившись, что Армения никуда из его рук не уйдет, Траян двинулся на юг, в сторону Мардина и Нисибиса, входивших в это время, вероятно, в состав Адиабены. Здесь была взята крепость Аденистра, где находился союзный парфянам правитель Адиабены Мебарсап, причем важную роль в этом сыграл центурион Сентий, ранее отправленный с посланием к Мебарсапу, который заточил его под арест. Когда римляне подошли к Аденистре, Сентий поднял восстание среди пленных. Восставшие убили командира местного гарнизона и открыли ворота римлянам. Мебарсап бежал в собственно Адиабену. Вслед за этим Луций Квиет без боя занял Сингару, Либану и, возможно, Тебету. Некто Манн, о котором известно только, что он правил территорией около Эдессы, отправил в помощь Мебарсапу своих воинов, но все они погибли в боях с римлянами.
