В 1662 году за свою духовную мудрость и строгую подвижническую жизнь Феодосий был назначен игуменом в корсунском монастыре Киевской епархии, а в 1664 году – настоятелем древнего Киево-Выдубицкого монастыря. Эта обитель незадолго перед тем находилась в руках униатов и была совершенно разорена. Но святому Феодосию, благодаря своей энергии и настойчивости удалось быстро возродить Выдубицкий Михайловский монастырь. Он особенно заботился об устроении церковного благолепия. Он создал прекрасный хор, который славился не только в Малороссии, но и в Москве, куда святой Феодосий в 1685 году посылал своих певчих. Заботясь о духовном возрастании насельников обители, святой игумен, сам строгий подвижник, устроил в 1680 году недалеко от обители, на острове Михайловщине, небольшой скит для братии, желавшей уединения. Он назначил туда устроителем и наместником одного из самых ревностных иноков обители – иеромонаха Иова (Опалинского).
В бытность святого Феодосия игуменом Киево-Выдубицкого монастыря ему пришлось пережить тяжелые дни. Вместе с другими игуменами он был обвинен Мефодием, епископом Мстиславским и Оршанским, в измене русскому правительству и в мнимой переписке с изменниками России. 20 сентября 1668 года святому Феодосию пришлось давать объяснения по этому делу. 17 ноября 1668 года клевета была обнаружена, и святой Феодосий вместе с другими игуменами получил прощение. Преосвященный Лазарь (Баранович) оценил высокие духовные качества святого Феодосия и приблизил его к себе. Он называл его «овцой стада Христова, научившейся покорности», и пророчески желал, чтобы имя святого Феодосия было написано на небесах. Когда в 1679 году преосвященный Лазарь стал местоблюстителем Киевской митрополия, он назначил святого Феодосия своим наместником в Киеве, а сам оставался в Чернигове. В качестве наместника местоблюстителя Киевской митрополии святой Феодосий принимал деятельное участие во многих церковных событиях.