Менее чем через год, в начале 1655-го, Питирим был хиротонисан во епископа Сарского и Подонского (Крутицкого) с возведением в сан митрополита.

Когда в 1656 году по случаю объявления войны шведам благочестивый царь Алексей Михайлович выезжал из Москвы к своему войску, готовившемуся к военным действиям на западных границах, в его свите находился новопоставленный митрополит Крутицкий Питирим.

В Полоцке произошла встреча владыки Питирима с Симеоном Полоцким, который выступил перед царем и его свитой с торжественным стихотворным приветствием. В этом сочинении к митрополиту Питириму были обращены следующие строки:

В 1666-1667 годах он выступал на Соборе, низложившем Патриарха Никона и осудившем старообрядчество.

Собору предшествовала торжественная встреча прибывших в Москву Восточных Патриархов Макария Антиохийского и Паисия Александрийского. Митрополит Питирим говорил им приветственную речь при встрече в Кремле у Успенского собора.

Сохранились два документа, связанные с Собором 1666-1667 годов, к написанию которых имел непосредственное отношение митрополит Питирим. Это лаконичное “Исповедание” православности Восточных Патриархов, греческих богослужебных книг и московского церковного Собора 1654 года — документ, открывающий Соборный акт 1666 года, подписанный вслед за митрополитом Питиримом прочими архиереями и другими духовными лицами, и Ответ царю на первом заседании Собора.

В том же году Святейший Патриарх Питирим крестил в московском Чудовом монастыре будущего императора Российского Петра I.

В 1673 году по благословению Патриарха Питирима основан тверской Осташковский женский монастырь в честь иконы Пресвятой Богородицы “Знамение”.