11 grudnia 1911 został wyświęcony na biskupa izmaelskiego, wikariusza eparchii kiszyniowskiej.
Dwa lata później został przeniesiony do eparchii tambowskiej jako jej wikariusz, z tytułem biskupa kozłowskiego. 28 maja 1918 został pierwszym ordynariuszem eparchii tambowskiej wybranym przez zjazd duchowieństwa i świeckich eparchii. W pierwszym roku zarządzania eparchią utworzył w niej dwa półautonomiczne wikariaty szacki i lipiecki. Zdecydowanie zwalczał ruch odnowicielski (Żywej Cerkwi). W 1922 znalazł się w ostrym konflikcie z przywódcami tego ruchu w Tambowie: księżmi Winogradowem i Archangielskim. Gdy zwolennicy Żywej Cerkwi ogłosili usunięcie biskupa z soboru katedralnego, hierarcha suspendował ich. 5 sierpnia 1922 duchowni ci na łamach "Tambowskiej prawdy" wezwali innych kapłanów eparchii tambowskiej do odrzucenia jurysdykcji biskupa Zenobiego. Usunięcia hierarchy z Tambowa domagał się jeden z przywódców Żywej Cerkwi w całym kraju, Władimir Krasnicki. W tym samym roku biskup został oskarżony o kradzież kosztowności cerkiewnych przeznaczonych do konfiskaty. W październiku 1922 GPU aresztowało hierarchę.