W 1859 r. otrzymał nominację na biskupa kukuskiego i poleniskiego (kilkiskiego i poleniskiego). Jego przyjazd do Kilkis (Kukusza) miał zapobiec próbie działania w mieście duchowieństwa unickiego (katolickiego obrządku bizantyjsko-bułgarskiego) i zapewnić pozostanie miejscowej ludności słowiańskiej w jurysdykcji Patriarchatu Konstantynopolitańskiego. Parteniusz, wyświęcony na biskupa 29 października 1859 r., został pierwszym hierarchą Patriarchatu Konstantynopolitańskiego pochodzenia macedońskiego. Chirotonię biskupią przyjął z rąk metropolity salonickiego Neofita w patriarszej katedrze św. Jerzego w Konstantynopolu.
W swojej eparchii Parteniusz do świątyń, do których uczęszczali wierni pochodzenia słowiańskiego, w miejsce koine wprowadził język cerkiewnosłowiański. Podjął również prace nad opracowaniem gramatyki miejscowego języka i tworzył szkoły słowiańskie. W 1859 r. wydał w Konstantynopolu Krótką gramatykę słowiańską, w której jako punkt odniesienia dla badań językowych przyjął język cerkiewnosłowiański. W swoich pracach analizował różnice między językiem Słowian macedońskich oraz językiem, jakim posługiwali się mieszkańcy Bułgarii i Tracji, uznając jednak, że były to warianty jednego wspólnego języka.