С 1893 года - и. д. доцента Казанской духовной академии. С 1898 года - доцент Казанской духовной академии по кафедре калмыцкого языка. Преподавал историю миссии, этнографию монгольских племен и калмыцкий язык.
Несколько раз выезжал в командировки в калмыцких улусах Астраханской губернии для изучения языка, быта и религиозных верований калмыцкого народа. Также направлялся в Сибирь для изучения миссионерского дела и языка сибирских монголов. Публиковал статьи по миссионерским вопросам в журнале «Православный благовестник», совместно с учёным-калмыком Михаилом Бадмаевым составил букварь для калмыцких улусных школ и первоначальный учебник русского языка для калмыков. Занимался переводом книг Священного Писания на калмыцкий язык.
7 июня 1902 года был пострижен в монашество, с 8 июня 1902 года рукоположён в сан иеродиакона, с 9 июня - в сан иеромонаха. С 1905 - архимандрит.
С 29 июня 1906 года - епископ Каневский, викарий Киевской епархии. Придерживался крайне правых монархических политических взглядов, был председателем Киевского отделения Союза русского народа.
С 6 октября 1910 года - ректор Киевской духовной академии и управляющий на правах настоятеля Киево-Братским Благовещенским монастырем.
С 11 июля 1914 года - епископ Полоцкий и Витебский.
10 января 1915 года уволен от управления епархией и назначен постоянно присутствующим в Святейшем Синоде.
С 14 января 1915 года - председатель Миссионерского совета при Святейшем Синоде и управляющий на правах настоятеля Ставропигиальным Московским Донским монастырём.
В ноябре 1915 года участвовал в Петроградском совещании монархистов.
С сентября 1917 года по 19 марта 1918 год - снова епископ Полоцкий и Витебский.
С сентября 1918 до 1922 года - вновь управлял этой же епархией.
В 1920 году возведён в сан архиепископа.
В июне 1922 был арестован Полоцким губернским революционным трибуналом по делу о сопротивлении изъятию церковных ценностей. Тяжело заболел тифом, бредил, был принят властями за сумасшедшего. Содержался в психиатрической больнице, затем в калининской тюрьме. Из Тверской тюрьмы владыка был освобожден, получив «минус шесть», то есть он мог жить на свободе, исключая шесть городов. Поскольку в это время у владыки было сердечное заболевание, то он получил назначение правящим архиереем в Кисловодск.
В 1923 выслан в Москву без права выезда, жил в Москве до 1925 года.
12 апреля 1925 года владыка подписал акт о передаче высшей церковной власти митрополиту Крутицкому Петру (Полянскому).
Страдал сердечным заболеванием, лечился в Кисловодске, откуда был выслан в 1925 году. Некоторое время жил на Новом Афоне, затем ему было разрешено вернуться в Кисловодск.
С 1926 года - архиепископ Ставропольский.
В июне 1927 года назначен архиепископом Астраханский, однако не получил разрешения на приезд в Астрахань и оставался жить в Ставрополе.
Лишённый возможности лично окормлять свою паству, архиепископ Иннокентий управлял Астраханской епархией через своего викария, епископа Енотаевского Стефана (Гнедовского).