Миссионерское служение будущего апостола Америки и Сибири началось с 1823 года. Тогда еще никому не известный священник Иоанн Вениаминов решается на переезд с женой, годовалым ребенком, престарелой матерью и братом на Алеутские острова для дела миссии среди малых народов Севера и Аляски. «Ни советы знакомых, ни описания трудностей дальнего двухтысячеверстного пути и ожидающих меня лишений – ничто не доходило до моего сердца, – вспоминал впоследствии владыка Иннокентий, – только как будто огонь горел в моей душе». Так началась великая миссия будущего святителя.

Отец Иоанн с большой осторожностью принялся за проповедь. Сначала он изучал обычаи того или иного народа, их традиционные верования и, главное, язык. И таких народов было больше десяти: кадьяки, якуты, эскимосы, чукчи, коряки, эвенки, индейцы, алеуты и другие. Так, например, когда 19 июля 1859 года впервые было совершено богослужение на якутском языке в новом Троицком соборе, это событие до того растрогало якутов, что старшины их родов от лица всего народа представили миссионеру просьбу, чтобы день этот навсегда стал праздничным. В деле миссии отец Иоанн старался действовать убеждением и любовью. Он терпеливо ждал добровольного желания туземцев креститься. Для их детей он устраивал школы, в которых преподавал им же придуманный алфавит и грамматику, основы христианской веры, а также обучал их основам медицины, кузнечному и плотницкому ремеслам, сельскому хозяйству.

Кроме непосредственно миссионерства, отец Иоанн наблюдал за своей паствой, исследовал их нравы, характер, собирал песни и легенды, занимался изучением местной природы. Его труды по географии, этнографии, биологии и языкознанию послужили серьезным вкладом не только в российскую, но и в мировую науку.

Около года потратил отец Иоанн на путь от своего дома на острове Уналашка до Санкт-Петербурга. Отправив свою жену и уже семерых детей на родину в Иркутск, он приехал в столицу для решения вопросов миссии. Однако ожидаемые ответы затягивались. Прошло полгода, из Иркутска пришло известие о смерти жены. Тяжко поразило его это горе. Митрополит Филарет, утешая миссионера, убеждал принять монашество. Но отец Иоанн согласился на этот шаг лишь после того, как были устроены его дети. Митрополит Филарет сам постриг его в монашество с именем Иннокентий. А через несколько дней состоялось посвящение Иннокентия во епископа Камчатского, Курильского и Алеутского.

Во время управления епархией святитель Иннокентий практически непрерывно путешествовал по ней или морем, или на собаках. Он преодолевал по пять тысяч верст, находясь в пути порой более месяца под открытым небом. Кроме его неустанной деятельности на пользу Церкви, святитель отстаивал и интересы Российского государства. При его содействии окончательно была определена граница, и Амур был присоединен к России. Правительство очень высоко оценило этот труд, предоставив Иннокентию право назвать город, основанный на берегах этой реки, и святитель назвал его Благовещенск – в память Благовещенской церкви Иркутска, где он начинал свое служение.