21 ноября 1837 года состоялось рукоположение Иннокентия в сан епископа Чигиринского, викария Киевского митрополита Филарета (Амфитетрова), также высокоученого богослова и великого молитвенника. В марте 1841 года владыка Иннокентий был назначен на самостоятельную кафедру Вологодскую и Устюжскую, но пробыл на ней менее года. По состоянию здоровья и при поддержке митрополита Киевского Филарета (Амфитеатрова) в январе 1842 года Святейший Синод перевел его на юг, на кафедру Харьковскую и Ахтырскую. Уже через три года, в апреле 1845 года, его возводят в сан архиепископа, в апреле 1847 года назначают членом Святейшего Синода. С 24 февраля 1848 года и до последних дней жизни он был главой Херсонской и Таврической епархии с резиденцией в Одессе.
Хроника служебного роста святителя Иннокентия лишь отчасти дает представление о масштабах и характере его деятельности. Конечно же, его первым и самым важным делом оставалось радение о правильном течении церковной жизни, радение о соблюдении порядка во вверенных ему епархиях, выполнение поручений Святейшего Синода.
Особое внимание владыка Иннокентий обращал на состояние духовенства. Он запрещал священнослужителям в период Великого Поста оставлять свои приходы и отправляться в епархиальное управление (просить более доходное место или занести кляузу на товарища), ввел штрафы для служителей консистории «за бесчинство и грубость с просителями, особенно духовного чина». Особенно преследовал он пьянство среди церковных служителей. Одна из резолюций гласит: «Пьяному неучу сему велеть искать другого места, где его принять пожелают». Требовал он и поддержания порядка в церквах. Например, в 1844 году предписал всем духовным правлениям и благочинным, чтобы «окна в церквах по временам были промываемы, а пыль и паутина сметаемы и чтобы стекла, сколько возможно, были цельные, а не из отломков составленные» (66, с. 531, 538). Владыка требовал от священников заботиться о нравственно-религиозном воспитании прихожан, учить крестьянских детей хотя бы кратким молитвам.
В Харьковской епархии владыку поразила малограмотность и умственное невежество местного духовенства. В одной из резолюций он написал на прошении пономаря: «Не давать места, если не выучится читать и писать в полгода, и если не выучится, то исключить его из духовного звания, яко не потребного». Встречал он и священников, которые не знали даже основных начал христианского вероучения. Для исправления такого вопиющего неблагополучия владыка Иннокентий завел обыкновение при своих поездках по епархии экзаменовать всех священнослужителей, а его спутники проверяли знания диаконов и пономарей. Правда, подчас это приводило к тому, что камилавка протоиерея-экзаменатора при начале экзамена наполнялась серебряными рублевиками…» (66, с. 528–530).