15 февраля 1952 года Святейший Патриарх Алексий I рукоположил молодого преподавателя во диакона, а 4 декабря 1954 года – во иерея. Свое служение отец Константин проходил в крестовом патриаршем храме.

13 апреля 1959 года священник Константин Нечаев принял иноческий постриг, получив в монашестве имя Питирим, что свершилось не без Промысла Божия, ибо священнический род будущего Владыки ведет свое начало от клира святителя Тамбовского Питирима.

8 октября того же года инок Питирим был возведен Святейшим Патриархом в сан архимандрита и назначен инспектором Московских Духовных академии и семинарии.

Когда в 1960 году был создан сборник «Богословские труды» – периодическое издание, целиком посвященное богословской тематике, архимандрит Питирим вошел в состав его первой редколлегии, утвержденной 6 октября 1960 года решением Святейшего Патриарха Алексия I.

2 января 1962 года архимандрит Питирим был назначен ответственным редактором «Журнала Московской Патриархии» – ежемесячного официального органа Русской Православной Церкви.

Постановлением Святейшего Патриарха Алексия I и Священного Синода от 14 мая 1963 года инспектору Московской Духовной академии, редактору «Журнала Московской Патриархии» архимандриту Питириму (Нечаеву) определено было стать епископом Волоколамским, викарием Московской епархии, с назначением Председателем Издательского отдела Московской Патриархии.

23 мая 1963 года, в праздник Вознесения Господня, за Божественной литургией в Богоявленском патриаршем кафедральном соборе архимандрит Питирим был рукоположен во епископа Волоколамского. Хиротонию возглавил Святейший Патриарх Алексий I. Таким образом, восприняв ранее от руки Предстоятеля Русской Церкви благодать священства и иночества, инок Питирим воспринял от той же руки и благодать архиерейства.

Став в сане епископа Председателем Издательского отдела Московского Патриархата, Владыка возглавлял его с 1963 по 1994 год, будучи также главным редактором «Журнала Московской Патриархии», а с 1986 года – и председателем редакционной коллегии сборника «Богословские труды».

В 1964–1965 годах епископ Питирим временно управлял Смоленской епархией. 9 сентября 1971 года Владыка был возведен в сан архиепископа, а 30 декабря 1986 года – в сан митрополита с титулом «Волоколамский и Юрьевский».

Период жизни нашей страны, когда началось служение Владыки Питирима в высшем церковном сане, был сложным и противоречивым. Вместе с разоблачением «культа личности» Сталина нарастал культ нового генсека – Хрущева, осуществлявшего возврат к «ленинским нормам» жизни не только массовым возвращением из тюрем и лагерей незаконно репрессированных людей, но и ожесточенными гонениями на Церковь. По всей стране закрывались храмы, наиболее активные священники и даже архиереи отстранялись от служения, а порой и арестовывались.

По требованию властей был отстранен от всех должностей и отправлен на покой митрополит Крутицкий и Коломенский Николай, занимавший жесткую позицию по отношению к гонителям Православия. Было запрещено проводить крестные ходы, духовенство не имело права говорить проповеди без предварительного просмотра текста уполномоченными Совета по делам религий.

На Архиерейском Соборе 1961 года была проведена реформа приходской жизни, в результате которой священник оказался на положении наемного совершителя богослужений, не имеющего реальной власти. Запугивая людей, власти ввели контроль над совершением треб, требуя от священников заносить данные о крещениях, венчаниях и отпеваниях в специальные книги с указанием фамилий, паспортных данных и адресов, чтобы на верующих можно было оказывать давление по месту их работы. Хрущев открыто обещал людям показать по телевидению в качестве музейного экспоната «последнего советского попа». И хотя с падением зарвавшегося «волюнтариста» в 1964 году период оголтелых притеснений закончился, но и при новом «руководстве» положение Церкви оставалось непростым.