В 1823 году 23-летний Иван Алексеевич окончил полный курс академического учения первым магистром и был определён в Санкт-Петербургскую Духовную Семинарию на должность инспектора и профессора Церковной истории, но не прошло и трёх месяцев, как он занял и должность ректора Санкт-Петербургского Александро-Невского Духовного училища. Здесь же он принял пострижение в монашество с именем Иннокентий и был рукоположен в иеромонаха. В декабре 1824 года отец Иннокентий назначается бакалавром богословских наук в Санкт-Петербургской Духовной Академии, а через несколько месяцев её инспектором и экстраординарным профессором. В марте 1826 года он возводится в сан архимандрита. Лекции свои отец Иннокентий обыкновенно преподавал наизусть. Он внимательно следил за современным состоянием и успехами естественных наук, и в его воззрениях эти знания не только не противоречили, но наилучшим образом служили богословию. В свойствах своей любвеобильной души архимандрит Иннокентий черпал искусство скреплять в среде профессоров добрую общительность и повсюду вносил мир и успокоение. За девять лет ректорства отца Иннокентия академическая семья думала с ним одну думу, жила с ним одною жизнью. Со студентами Академии отец ректор всегда обходился ласково и благородно. Особенно добрым и внимательным бывал он к ним тогда, когда их постигало какое-либо горе, например, серьёзная болезнь. Помочь в этой беде несчастному — составляло тогда для ректора всю его главную заботу. Он жертвовал в этом случае не только своими средствами, но иногда даже и своими жизненными удобствами. Особую славу отца Иннокентия составляет необыкновенный проповеднический талант. Впоследствии Владыку Иннокентия назовут «Русским Златоустом». Как проповедник он отличался тем, что действовал по преимуществу на сердца слушателей и увлекал их ясностью и простотою слова, тонкими и остроумными сближениями предметов, искусством открывать в них новые и занимательные стороны и умением принять, как можно ближе, свои поучения к различным случаям и обстоятельствам. Таким образом, Владыка Иннокентий создал новую русскую школу проповедничества, далёкую всякой внешней эффектности и сухой учёности.

Кроме проповедей, Владыка оставил много замечательных научных произведений и переводов, таких как: «Жизнь сщмч. Киприана Карфагенского», «Жизнь св. Апостола Павла», «Памятник веры», «История Соборов Вселенских», перевод «Кормчей Книги» и многое другое. Внешняя природа для отца Иннокентия была второю Библией, свидетельствующей о Божественном величии Творца. Этот взгляд на природу ясно проводил он в своих проповедях. «Посмотрите, -говорил он, — на кипящее волнами море, или на тучу, рассекаемую молниями и громами: не образ ли это всемогущества Божия? Посмотрите на свод небесный, усеянный звёздами, на восходящее Солнце: не образ ли это премудрости Божией? Посмотрите на весну, украшенную цветами, ведущую за собою хоры пернатых: не образ это благости Божией? Что мешает тебе, смотря на свои картины, восходить мыслию к совершенствам Творца твоего»? При таком взгляде отца Иннокентия на природу понятна и особенная любовь его к ней и к естественным наукам. Императорская Академия наук и разные ученые общества почтили литературные заслуги проповедника принятием его в свои члены. Проповеди его были переведены в своё время на греческий, немецкий, французский и польский языки. В 1836 году, 21 ноября, в Казанском соборе Санкт-Петербурга в день Введения во храм Пресвятой Богородицы состоялась хиротония архимандрита Иннокентия во епископа Чигиринского. В марте 1840 года он назначается на кафедру епископа Вологодской епархии. Здесь он оставался 9 месяцев и затем был перемещён в Харьковскую епархию. Служение его в Харькове продолжалось около семи лет. За этот срок он восстановил Ахтырский и Святогорский монастыри, открыл Никольскую женскую обитель. Владыке принадлежит идея учреждения торжественного крестного хода в Харькове по случаю перенесения в город из Куряжского монастыря чудотворной иконы Божией Матери.

В Харьковский период своего служения святитель Иннокентий составил акафист Божественным страстям Христовым, службу и акафист святому Архангелу Михаилу.

В 1845 году Владыка возводится в сан архиепископа. 1 апреля 1847 года, архиепископ Иннокентий назначен был членом Святейшего Синода. 24 февраля 1848 года святитель Иннокентий назначается в Херсоно-Таврическую епархию, где разноплеменная православная паства непрестанно подвергалась тлетворному влиянию татар, евреев и немецких колонистов. Восстановить в Крыму древние христианские памятники, разрушенные татарами, и основать свой «Русский Афон», — вот главное, чего хотел достичь архипастырь во время своего управления Херсоно-Таврической епархией. Желая сохранить развалины древнего Херсонеса, прославленного крещением великого князя Русского Владимира, преосвященный Иннокентий испросил себе у наместника Кавказского эти развалины и постарался устроить там, посреди пустыни, вблизи остатков бывшего соборного храма, небольшую церковь во имя святой княгини Ольги с небольшим помещением для иноков. Затем он обновил иссечённый руками святого Климента в Инкерманской скале древний храм, освятил его в память двух священномучеников Климента и Мартина, пострадавших в Херсонесе, куда они посланы были на каменоломные работы, и устроил в этой же скале небольшой скит. Во время своего путешествия по Крыму Владыка обычно оставлял спутников у подножия гор, а сам поднимался на их вершину для молитвы на местах подвигов древних подвижников. При архиепископе Иннокентии произошло знаменательное событие — прославление чудотворной Касперовской иконы Божией Матери. Им же были установлены особые крестные хода с этим чудотворным образом. Святитель также составил акафист Покрову Пресвятой Богородицы для чтения перед Касперовской иконой.

В 1851 году указом святителя Иннокентия было установлено повсеместно в Херсонской епархии празднование дня памяти (7 марта) священномучеников Херсонесских, по примеру дней праздничных. В последние годы своего святительства преосвященный Иннокентий принимал самое живое архипастырское участие в бедствиях Крымской войны и имел в высшей степени благотворное влияние на воинов. Величие духа Святителя Иннокентия обнаружилось и в посещении им страдальцев-воинов в лазаретах, где свирепствовал заразный тиф и где можно было видеть всю тяжкую скорбь, все страдания, порождаемые войной. В сражениях он обходил ряды войск, ободряя героев. И здесь мужественный пастырь-отец являлся ангелом-утешителем страждущих. Усиленные труды и тревоги надломили здоровье славного архипастыря. Владыка заболел, находясь в Севастополе во время битвы русских войск с неприятелем. 25 мая 1857 года в светлый праздник Живоначальной Троицы архиепископ Херсонский и Таврический Иннокентий мирно почил о Господе. Погребли святителя в Одесском Спасо-Преображенском кафедральном соборе. В 30-е годы ХХ столетия останки святителя Иннокентия были перенесены на Слободское кладбище близ Одессы, а в 1987 году — на братское кладбище Одесского Свято-Успенского мужского монастыря. Мощи святителя Иннокентия были обретены 18 июля 1997 года, после чего их перенесли в Успенский кафедральный собор города Одессы. 13 декабря 1997 года состоялось прославление архиепископа Херсонского и Таврического Иннокентия в лике угодников Божиих. 7 июня 2007 года мощи святителя Божия были перенесены из Успенского в восстановленный Спасо-Преображенский собор города Одессы, где они почивают и поныне.