Хазарская миссия была завершена Константином успешно. Он одержал победу в диспуте с иудейскими и мусульманскими мудрецами и обратил в христианство около двухсот подданных кагана.

Вскоре после возвращения из Хазарии солунских братьев ждала другая миссия, ставшая главным делом жизни для обоих. Речь идёт о поездке Константина и Мефодия в Моравию.

В конце 862 года моравский князь Ростислав прислал в Константинополь посольство с просьбой отправить в Моравию миссионеров, которые могли бы вести проповеди на понятном для мораван языке (вместо латинского языка немецкого духовенства). Основной причиной моравского посольства к византийскому императору было стремление заручиться поддержкой Византии против всё возрастающего натиска на Моравию немецких феодалов, вступивших к тому времени в переговоры о военном союзе с соседкой Моравии и Византии – Болгарией. Приглашение же византийских миссионеров было целью официальной.

Как бы там ни было, выбор императора Михаила пал на Константина, великолепно зарекомендовавшего себя в подобных поручениях.

По свидетельству «Житий» обоих братьев, Константин после приезда моравского посольства разработал славянскую азбуку и, пользуясь ею, перевёл на славянский язык с помощью Мефодия основные богослужебные книги. Отметим этот факт.

Летом 863 года Константин и Мефодий прибыли в столицу Моравии – Велиград.

Сложность ситуации для солунских братьев заключалась в том, что им, византийским миссионерам, приходилось действовать на территории, находившейся под церковной юрисдикцией Рима (более точно сказать: архиепископа Зальцбургского). Притязания папы подкреплялись немецкими мечами. И даже князю Ростиславу, этому мужественному, любимому народом и мудрому правителю, под влиянием политической ситуации приходилось идти на уступки и допускать усиление немецкого духовенства в Моравии. В частности, так случилось после поражения, которое потерпел Ростислав в 864 году от объединённых немецко-болгарских сил. Германские священники принялись чинить всяческие препятствия распространению славянского богослужения в Моравском княжестве. Накал борьбы достиг такой степени, что в 866 году Константин и Мефодий совершают поездку в Рим, стремясь найти защиту у папы.

Ситуация вокруг папского престола была следующей: взошедший на него буквально перед приездом братьев слабый и нерешительный Адриан II (скоропостижно скончавшийся папа Николай был полной ему противоположностью) искал путей укрепления своего авторитета. Константин предоставил ему эту возможность. Дело в том, что он привёз в Рим останки одного из первых римских епископов Климента, сосланного при императоре Траяне в Херсонес и там утопленного. Останки эти Константин нашёл в Херсонесе во время своей хазарской миссии. Климент почитался святым. Обретение мощей святого действительно могло усилить позиции папы Адриана. Поэтому папа пошёл навстречу просьбам братьев (в знак благодарности): славянское богослужение было официально разрешено, и даже в римских церквях несколько дней службы проводились на славянском языке.

Адриан довольно долго удерживал братьев подле себя. В начале февраля 869 года слабый здоровьем Константин серьёзно заболел, принял схиму и новое монашеское имя Кирилл, а 14 февраля скончался. Погребли его там же, в Риме.

Оставшись один, Мефодий вернулся в Моравию. Там он продолжал дело, начатое вдвоём с братом (будучи уже не простым монахом, а архиепископом). Но положение осложнилось тем, что в 870 году князь Ростислав был предательски свергнут с престола своим племянником Святополком, опиравшимся на немцев. Последний выдал дядю его заклятому врагу – королю Людовику Немецкому. «Князь Ростица», которому по приказу Людовика выкололи глаза, вскоре скончался в баварской темнице. А германцы в благодарность за предательство спустя некоторое время бросили в тюрьму самого Святополка. Правда, ему удалось выйти оттуда, восстановить независимость Моравского княжества и успешно отражать натиск немцев, но в церковных вопросах Святополк дал «латинскому» духовенству полную свободу.