Святитель безвыездно провел в епархии двадцать лет и восемь месяцев, проповедая и борясь с суеверием, расколом, пьянством и всякой скверной. Его дом сделался прибежищем странников и болящих, он непрестанно посещал заключенных в тюрьмах. Он построил Благовещенский собор, устраивал монастыри. Живя летом на архиерейской даче, любил трудиться в поле.
Свт. Митрофан прозорливо одобрял начинания Петра I в деле строительства флота. В своих проповедях владыка нередко разъяснял своей пастве необходимость реформ.
Случилось так, что в 1700 г. государь, занятый войной со шведским королем Карлом XII, не смог снабдить достаточными средствами воронежские корабельные верфи. Узнав об этом, епископ Митрофан, тотчас прислал в Адмиралтейство из своей домовой казны четыре тысячи рублей серебряными копейками. Подобно этому, свои патриотические подаяния делал Митрофан и впоследствии. После Невского поражения государь искал утешения у свт. Митрофана в Воронеже.
Однажды, находясь в Адмиралтействе, на острове, Петр I позвал к себе Митрофана. Пастырь пошел пешком, и проходя через мост, увидел у Адмиралтейства древнегреческие статуи богов, в числе них была и ногая Венера. Святитель поворотился и ушел домой. Государь послал к нему спросить о причинах сего поступка. Митрофан ответил, что не может войти во дворец его, пока государь не свергнет идолов, соблазняющих народ. Царь послал сказать архиерею, что если тот не придет, то подвергнет себя смертной казни. Преосвященный отвечал, что государь в жизни его властен, но неприлично православному государю ставить языческих идолов и тем самым соблазнять простые сердца, он охотнее примет смерть, чем нежели подтвердит своим присутствием языческих чтилищ. Государь был раздражен таким ответом, но почитая добродетели Митрофана, снес все терпеливо. А святитель тем временем решил, что казнь его неминуема. Наступал вечер, владыка намерился петь всенощное бдение, большой колокол зазвонил в благовест. Государь, услышав колокол, спросил, какой завтра праздник. Ему ответили, что праздника завтра нет. Тогда Петр I послал спросить у архиерея о причине благовеста. Гонец вернулся со следующим ответом свт. Митрофана: «поскольку государь судил мне смерть, я должен принести покаяние и испросить у Господа прощение своих грехов соборным молением, для того я и назначил всенощное бдение». Удивленный таким ответом, государь послал известить епископа, что он прощает его, и велел перестать тревожить народ необыкновенным звоном. Кроме того, монарх повелел снять все статуи. Услышав про это, Митрофан тотчас отправился к царю, чтобы благодать его.
Летом 1702 г., свт. Митрофан тяжело заболел, и когда понял что находится при смерти, он 2 августа постригся в схиму с именем Макарий. Узнав о смертельной болезни воронежского епископа, Петр I, совершавший поездку по строившимся каналам для соединения Дона и Оки, поспешил в Воронеж. Бог дал им свидеться в последний раз. Царь вбежал в покои епископа в самый день его кончины, и присутствовал при