В 1850 г. он возводится в сан архиепископа, а через два года к его епархии присоединяют Якутскую область. Резиденция его переводится в Якутск, и архиепископ Иннокентий покидает Русскую Америку. Как вещественный памятник деятельности о. Иоанна в Новоархангельске остался построенный им в 1848 г. собор Св. Архангела Михаила. Часы, что он некогда смастерил и установил на колокольне собора, погибли, как и храм, в пожаре 1966 г. А письменный стол, сделанный епископом Иннокентием, до сих пор хранится в старом «миссионерском» доме, в котором когда-то была резиденция епископа.
В Якутске, на новом месте, архиепископ Иннокентий с той же энергией, как когда-то на Аляске, принимается за изучение якутского языка и затем переводит на него священные книги. Архиепископ совершает частые поездки по обширной территории своей епархии и в 1854 г. приезжает даже на Амур, как раз в то время, когда туда приходят сведения о начале Крымской кампании. В Русской Америке и на Дальнем Востоке опасаются нападения соединений англо-французской эскадры, крейсирующей в северной части Тихого океана.
В 1855 г., обеспокоенный судьбой жителей своей епархии, архиепископ Иннокентий решает отправиться в Аян, на берегу Охотского моря, по слухам занятый англичанами. Окончательная цель его путешествия — Амур. По пути архиепископ заехал в селение Нелькан, недалеко от Аяна, чтобы повидаться со старшей дочерью Екатериной Ивановной. Дочь была поражена, когда узнала, что отец едет в Аян: «Там же сейчас англичане!» — воскликнула она, пытаясь убедить его не ехать.
Но, несмотря на предупреждение, архиепископ Иннокентий отправился в Аян, куда прибыл 9 июля. Он нашел порт безлюдным. Все жители Аяна перед приходом англо-французской эскадры бежали в лес, за 13 верст от Аяна. В селении же все замки от амбаров и церкви Казанской Божьей Матери были сорваны и везде разбросаны прокламации на английском языке.
Архиепископ Иннокентий решил остаться в Аяне, и несколько раз посетил в лесу жителей селения. 21 июля, когда он совершал в церкви молебствие, в порту внезапно появился английский фрегат, а 22-го пришел еще один, со множеством солдат и офицеров. Следом за ним в порт вошел пароход, на котором находился взятый в плен священник-миссионер Махов.
Английские офицеры очень удивились, найдя в Аяне архиерея, и сообщили ему, что вынуждены взять его в плен. Архиепископ Иннокентий, однако, попытался убедить их, что он человек не военный и содержание его будет в убыток. На следующий день прибывшие с фрегата офицеры сообщили ему, что их генерал освобождает не только его, но и священника Махова. Тем и закончилось недолгое «пленение» архиепископа Иннокентия.
В начале 1856 г. владыке Иннокентию удалось добраться и совершить продолжительное путешествие по Амуру. Интересно, что его сын о. Гавриил Вениаминов, родившийся в Уналашке в 1824 г., принимал участие в Амурской экспедиции Г. И. Невельского в качестве священника.
Вернувшись из путешествия, архиепископ Иннокентий, прекрасно понимавший политическое значение и стратегическую важность занятия Амура, писал в своей статье «Нечто об Амуре»: «Перед устьем Зеи… прежде всех должен быть город, и не менее как губернский. Занятие Амура, т. е. заблаговременное приготовление места для будущих поселений, отнюдь не лишне и не безрассудно; напротив того, надобно это сделать как можно скорее, дабы кто-нибудь из европейцев не предупредил нас; а тогда без ссоры и без войны нельзя уже будет занять Амура».
Эта статья были им написана за два года до формального присоединения Амурского края. План владыки Иннокентия об основании крупного города при впадении Зеи в Амур был претворен в жизнь: этим городом стал Благовещенск, и 2 сентября 1862 г. владыка Иннокентий не только перенес туда управление епархией, но и сам переехал на постоянное жительство. Знаменательно, что город был назван в честь Благовещенской церкви в Иркутске, в которой владыка Иннокентий начинал свое священническое служение.
Через шесть лет, в 1868 г., произошло событие, кардинально изменившее жизнь стареющего архиерея. Ему уже было 70 лет, и он предполагал уйти на покой, когда неожиданно пришло сообщение о кончине московского митрополита Филарета и избрании Иннокентия 5 января 1868 г. на этот самый высокий пост в церковной иерархии России. 25 мая 1868 г. Москва торжественно встречала своего нового первоиерарха.
8 января следующего года Иннокентий, митрополит Московский и Коломенский, был избран почетным членом Русского географического общества в воздаяние его научных трудов по изучению языков народов Северо-Западной Америки. До этого, в 1865 г., Преосвященный Иннокентий был награжден высокой наградой — орденом Святого Александра Невского.