Antoni Sosnowski ostatecznie zgodził się przejść na prawosławie na początku 1839 r., przed 24 lutego, prosząc równocześnie o zgodę na pozostanie w Kleszczelach. Jego prośbę poparł Józef Siemaszko, także oberprokurator Protasow napisał w jego sprawie do cara. Mikołaj I zezwolił na pozostanie duchownego w Kleszczelach, pod warunkiem, że nie sprzeciwią się temu władze duchowne. W czerwcu 1839 r. Sosnowski opuścił areszt domowy, a w roku następnym ponownie mianowano go proboszczem parafii św. Mikołaja w Kleszczelach, która od lutego ubiegłego roku, od synodu połockiego, należała już do prawosławnej eparchii wileńskiej i litewskiej.
Jako proboszcz parafii w Kleszczelach Sosnowski interesował się muzyką ludową, etnografią i medycyną. Swoje zbiory etnograficzne przesłał w 1847 r. do Petersburga. Starał się przeciwdziałać szerzeniu się alkoholizmu i chorób zakaźnych wśród swoich parafian, utworzył przy placówce duszpasterskiej pierwszą na Podlasiu kasę zapomogowo-pożyczkową dla chłopów. Pozostawał proboszczem parafii św. Mikołaja w Kleszczelach do śmierci w 1852 r.;