Для помощи в продолжении церковных реформ императрица выбрала себе в 1765 г. нового обер-прокурора Синода бывшего ректора Московского университета Ивана Мелиссино; товарищем обер-прокурора чиновника особых поручений камер-юнкера Григория Потемкина. Из незначительной фигуры времен Петра I обер-прокурор при Екатерине становится «оком государевым», взявшим под контроль весь административный аппарат Церкви. Свою деятельность Мелиссино начал с попытки перевести в государственную собственность церковное имущество Украины, прежде всего Слободской ее части – губерний Харьковской, Воронежской, Екатеринославской и Курской. Однако осуществление реформы затянулось до 1788 г., и проведена она была не в полной мере. Мелиссино проявлял завидную активность – он представил Сенату ряд своих предложений и проектов: в 1767 г. он переслал в Синод 13 пунктов для проекта Нового Уложения, которые депутаты должны выполнять. В комиссию по подготовке Нового Уложения вошли в основном представители государственных учреждений, а от Церкви и духовенства только один депутат – член Синода. Пункты, представленные Мелиссино, позволяли иностранцам свободно исповедовать свою веру, раскольникам – публично совершать богослужения, предлагали исправить богослужебные православные книги, очистить Церковь от суеверий, касающихся отношения «непросвещенного народа» к мощам и иконам, прекратить содержание монахам, которые не приносят ощутимой пользы государству, отменить обрядовые обычаи поминовения усопших. На Мелиссино посыпались жалобы, и он был в 1768 г. уволен, а на его место Екатерина назначила бригадира Чебышева, известного как образованного безбожника; кроме того, он оказался казнокрадом. В XIX в. Филарет Московский писал по этому поводу: «Когда открылась растрата казенных денег, Чебышев с отчаяния кинулся в воду, да всплыл и, обсушившись, побрел по членам Синода с повинной». В 1774 г. на место Чебышева стал статский советник Акчурин, человек твердый и благочестивый. В это время кончалась пора вольнодумства императрицы, для которой тяжелым шоком явилось крестьянское восстание Пугачева.
Яркой личностью среди церковных иерархов екатерининского времени был московский митрополит Платон, сын дьячка подмосковного села. Успешно окончив московскую Академию, Платон стал учителем Троице-Сергиевой семинарии, а вскоре был назначен ее ректором. Когда Екатерина посетила лавру, Платон произнес блестящую приветственную речь, после чего императрица решила взять талантливого учителя и оратора воспитателем к сыну Павлу Петровичу, а затем – к его первой супруге принцессе Гессен-Дармштадтской Вильгельмине. В 1768 г. Платон возведен в епископы и в 1770 г. поставлен на тверскую кафедру. После победы русских над турецким флотом в Чесменском бою Платон произнес в Петропавловском соборе знаменитую речь. Спустившись к гробнице Петра I, он патетически воскликнул: «Но встань теперь, Великий Монарх, отечества нашего отец! Восстань и воззри на любезное изобретение твое. Оно не истлело от времени и слава его не помрачилась. Восстань и насладись плодами трудов твоих. Флот, тобою устроенный, уже не на море Балтийском, не на океане Северном. Он – в странах восточных, близ стен Константинопольских, т. е. в тех местах, куда ты нередко обращал око свое. Мы тебе как живому вещаем, слыши: флот твой близ берегов Азийских до конца истребил Оттоманский флот. Российские высокопарные орлы, торжествуя, именем твоим наполняют Восток и стремятся предстать пред стенами Византийскими!» Во время этой необычной речи, которую Екатерина тут же распорядилась перевести на ряд языков и переправить европейским правителям, Кирилл Разумовский шептал соседу: «Зачем он его зовет? Как встанет, так всех нас достанет!» Екатерина гордилась Платоном и познакомила его с приехавшим в Петербург Дидро. Между ними, по рассказам, состоялась такая беседа: «—Известно ли вам, святой отче, что философ Дидро утверждает, что Бога нет? – Об этом говорили гораздо раньше. – Когда же и кем? – Еще Давид сказал: Рече безумец в сердце своем – Бога нет». Во время управления московской епархией Платон, пользуясь благоволением императрицы, улучшил положение низшего слоя приходского духовенства, построил новые богословские школы и скит Вифании. Платон хорошо видел разрушительные для Церкви стороны секуляризации; он писал казанскому архиепископу Амвросию: «Все, кажется, идет к худшему. Не удивляюсь жалкому положению духовенства, зная, что привлечены светские начала, от чего проистекает все зло, именно им вверена вся власть. Нас ставят ни во что и не только хотят подчинить себе, но уже считают подчиненными. Боже Благий! Сколь тяжкий гнев твой мы привлекли на себе!» Последний период жизни Платона приходится уже на царствование Павла I и Александра I.