W 1845 otrzymał godność archimandryty. Od 1848 łączył obowiązki rektorskie z zadaniami przełożonego monasteru św. Mikołaja w Kijowie. W tym samym roku uzyskał stopień doktora teologii. Wyjechał wówczas na rok do Petersburga, gdzie zetknął się z metropolitą moskiewskim Filaretem, który wysoko go ocenił i w późniejszych latach rekomendował do obejmowania wysokich godności cerkiewnych. W 1851 Antoni (Amfitieatrow) został rektorem Kijowskiej Akademii Duchownej.
30 marca 1858 przyjął chirotonię biskupią i został biskupem czehryńskim, wikariuszem eparchii kijowskiej. Rok później został ordynariuszem eparchii smoleńskiej i wiaziemskiej. W 1866 został biskupem kazańskim i swijaskim, rok później został podniesiony do godności arcybiskupiej. W swojej eparchii przeprowadził, zgodnie z wytycznym Świątobliwego Synodu Rządzącego, reformę zarządu eparchii, w tym konsystorza. Współtworzył dwa nowe klasztory: monaster Zaśnięcia Matki Bożej w Czystopolu oraz monaster św. Michała Archanioła w Koźmodiemjanskim, który stał się ważnym ośrodkiem prowadzenia misji prawosławnej wśród ludności rdzennej. Z jego inicjatywy monaster Tichwińskiej Ikony Matki Bożej w Ciwilsku został przekształcony z męskiego w żeński. Biskup był również autorem szczegółowego planu nowego zespołu fresków w katedralnym soborze Zwiastowania w Kazaniu.