В 1920 году, когда начались массовые кровавые гонения на Церковь, когда епископство, как и в древние времена, сулило не почет, а одни страдания, Святейший Патриарх Тихон предложил Петру Федоровичу принять монашество, епископство и стать его помощником по управлению Церковью. В ту пору Полянский жил в Москве, в доме своего брата-священника. Рассказав родным о предложении патриарха, он добавил: «Я не могу отказаться. Если откажусь, то буду предателем Церкви, но согласившись – я знаю, что подпишу сам себе смертный приговор». Его пророческие слова сразу же стали сбываться. На следующий день после рукоположения он был арестован и сослан. Вернувшись из ссылки, Петр стал ближайшим помощником патриарха Тихона. В 1924 году он был возведен в сан митрополита Крутицкого и включен в состав Временного Патриаршего Синода. Став после смерти Тихона патриаршим местоблюстителем, владыка Петр принял на себя всю тяжесть первосвятительского креста.

В общении с людьми митрополит Петр отличался чрезвычайной вежливостью и мягкостью, но это не мешало ему быть твердым и настойчивым в осуществлении своих намерений. Он не был ни политиком, ни дипломатом, единственной его целью было не дать разорить Русскую Церковь ни внешним врагам, ни внутренним расколам. Эта деятельность митрополита Петра вызывала крайнее недовольство как советской власти, так и лидеров обновленчества. Твердость, проявленная митрополитом Петром, обернулась для него новой ссылкой, из которой он уже не вернулся.

Зная о предстоящем аресте, митрополит Петр писал: «Меня ожидает суд людской, не всегда милостивый. Но не страшусь суда человеческого – неблагосклонность его испытали не в пример лучшие и достойнейшие личности. Опасаюсь одного: ошибок, опущений и невольных несправедливостей, – вот что пугает меня. Ответственность своего долга глубоко сознаю. Это потребно в каждом деле, но в нашем – пастырском – особенно». В декабре 1925 года местоблюститель был арестован. Для митрополита Петра началось десятилетие мучительных допросов и истязаний в неволе.

Митрополита Петра мучили для того, чтобы заставить его отказаться от местоблюстительства. Он тяжко страдал от одиночного заключения, от бесчеловечного содержания в тюрьме, от изнурительных болезней. Он просил власти об облегчении своей участи, но не мог пойти навстречу их требованиям.

«В сущности местоблюстительство лично для меня не представляет интерес, наоборот, оно все время держит меня в оковах гнета… – писал митрополит, объясняя свою позицию властям, – но своим званием я неразрывно связан волей всей Поместной Церкви. Решение данного вопроса не зависит от моей инициативы и не подлежит личному усмотрению, в противном случае я оказался бы изменником Святой Церкви». Митрополит Петр знал, какие пагубные для Церкви последствия может иметь его отречение. Шли годы, а он оставался в заточении, где условия его содержания становились все более страшными. «Я несколько лет не видел солнца, неба… Я потерял его ощущение. Особенно же меня угнетает лишение свежего воздуха… Кажется, что у меня одно время года – время скорби…» – писал митрополит Петр.