Biskup PAKP 250px|mały|Monaster św. Mikołaja w Mielcach. Biskup Antoni (Marcenko) przebywał w nim w okresie między 1928–1930, gdy został zmuszony do rezygnacji z funkcji z powodu nieprzychylnego stosunku do władz polskich 25 lutego 1923 miała miejsce jego chirotonia na biskupa lubelskiego, wikariusza diecezji chełmsko-warszawskiej. Dodatkowo w latach 1923–1924 pełnił obowiązki biskupa pomocniczego diecezji wołyńskiej, po wyborze arcybiskupa Dionizego (Waledyńskiego) na metropolitę warszawskiego i całej Polski. W 1924 zastąpił usuniętego z funkcji Filipa (Morozowa) na stanowisku rektora seminarium duchownego w Wilnie. W latach 1924–1926 nadzorował szkoły cerkiewne na terytorium diecezji wołyńskiej. Do rezygnacji z tej funkcji został zmuszony z powodu niechętnego stanowiska wobec wprowadzania do szkół języka polskiego i poparcia dla ruchu na rzecz ukrainizacji PAKP. W 1928 z tych samych powodów, za zgodą Świętego Synodu Polskiego Autokefalicznego Kościoła Prawosławnego, został pozbawiony katedry biskupiej i przeniesiony do monasteru w Mielcach. Przebywał tam do 1930, gdy został wyznaczony na biskupa kamieńsko-kaszyrskiego, wikariusza diecezji pińsko-poleskiej. W marcu 1931 zobowiązał się do zachowania lojalnej postawy wobec państwa polskiego. Od kwietnia 1934 do 1936 administrował diecezją grodzieńską jako locum tenens.