В апреле 1828 года святитель Мелетий получил назначение на Пермскую кафедру.
Строгий к самому себе, святитель был строг и к другим. Для подготовки избранных кандидатов к принятию сана святитель Мелетий написал для них так называемый «Ставленнический катихизис». В августе 1831 святитель Мелетий был переведен на Иркутскую кафедру с возведением в сан архиепископа.
Большое внимание уделял святитель просвещению малых народов России светом евангельского учения. Святитель основал церкви на севере Камчатки, в северо-восточной части Иркутской епархии и вдоль реки Алдан, на тракте от Якутска до Охотска. Он часто объезжал свою обширную епархию, посетил побережье Охотского моря и Ледовитого океана, в пределах Северной Америки, где тогда трудился знаменитый апостол Сибири — священник Иоанн Вениаминов, впоследствии святитель Иннокентий († 1879; память 23 сентября/6 октября и 31 марта/13 апреля). Путешествуя по Сибири и берегам Тихого океана, святитель Мелетий нередко общался с населением, исповедовавшим ламаизм. Святитель с кротостью убеждал оставить заблуждение и объяснял евангельские истины язычникам: тунгусам, бурятам, камчадалам, а также жителям Курильских и Алеутских островов.
После неутомимых трудов здоровье святителя ухудшилось и в 1835 году его перевели на Слободско-Украинскую кафедру (впоследствии Харьковская и Ахтырская).
И здесь святитель Мелетий уделял большое внимание духовным учебным заведениям, много заботился о быте и образовании духовенства.
Он содействовал восстановлению тех монастырей и духовных училищ, которые упразднила императрица Екатерина II. Большое внимание святитель уделял борьбе с расколом.
2 июля 1839 года святитель Мелетий возглавил торжество в г. Ахтырске по случаю столетия со дня явления чудотворной иконы Божией Матери, именуемой Ахтырской (празднование 2/15 июля).
Блаженная кончина святителя последовала в ночь на 29 февраля 1840 г. После причащения Святых Таин, со словами «Ныне отпущаеши…» святитель осенил себя крестным знамением и, обращаясь ко всем со словами: «Простите меня», отошел ко Господу.
4 марта 1840 года святитель Мелетий был предан земле епископом Курским Илиодором в усыпальнице под Крестовой церковью Покровского монастыря.
С первых дней кончины святителя верующие люди твердо уповали на предстательство святого Мелетия пред Богом и получали благодатную помощь: исцеление в болезнях, утешение в скорбях и избавление от злых обстояний. Особую надежду возлагали верующие жители г. Харькова на святого Мелетия в бедственные дни Великой Отечественной войны. Чудесным извещением святой предсказал скорое избавление города от врагов.
В 1948 году по благословению Святейшего Патриарха Алексия гробница с мощами святителя Мелетия была перенесена в Благовещенский кафедральный собор, где находится и в настоящее время, являясь духовным прибежищем и молитвенным утешением верующих людей.
Со времени утверждения в 1977 году Святейшим Патриархом Пименом и Святейшим Синодом службы и акафиста святителю Мелетию православные христиане обращаются к молитвенному ходатайству святителя о благосостоянии Святой Церкви, о мире и благоденствии отечества.
Память святителя Мелетия отмечается дважды: 12/25 февраля (тезоименитство) и 29 февраля/13 марта (28 марта в невисокосный год) — день преставления.