С 16 ноября 1979 г. Анатолий – епископ Уфимский и Стерлитамакский. В 1970 гг. Уфимская епархия была в бедственном положении, закрытие сельских приходов из-за миграции населения в города грозило ликвидацией кафедры. За десять лет служения Анатолия его трудами количество приходов возросло с 14 до 48, было построено здание епархиального управления с крестовой церковью святителя Николая, несколько новых храмов. Будучи иконописцем, Анатолий лично помогал в реставрации икон из храмов епархии. В конце 1980 гг. с лекциями и беседами о православии часто выступал в Уфимском университете, Медицинском институте, домах культуры, тюрьмах. По прошению митрополита Сурожского Антония (Блума) 20 июля 1990 г. Анатолий был назначен викарием Сурожской епархии в Великобритании с титулом «епископ Керченский», с 25 февраля 1993 г. – архиепископ. В его архипастырском попечении состоят русскоязычные прихожане, место служения Анатолия – лондонский кафедральный собор во имя Успения Божьей Матери. В приходской школе Анатолий проводил уроки Закона Божия, в воскресные дни читал лекции, по четвергам организовывал «русские беседы» для русскоязычных прихожан, посещал больных. С 1993 г. Анатолий являлся настоятелем Покровского ставропигиального Патриаршего прихода в городе Манчестере. По благословению митрополита Антония отреставрировал икону Николая Чудотворца (XIX в., масло, оцинкованный металл), находившуюся на русском военном корабле во время Русско-японской войны 1904–1905 гг. Перед затоплением корабля во время Цусимского сражения повреждённую снарядами икону сняли с корабля и доставили в русскую посольскую церковь Лондона, в настоящее время икона находится в лондонском соборе. 5 апреля 1995 г. в Британском отделении Международной славянской академии науки и культуры Анатолий был избран почётным членом-корреспондентом этой академии. Награждён орденами РПЦ: равноапостольного князя Владимира третьей (1964 г.) и второй степени (1980 г.), преподобного Сергия Радонежского второй степени (1980 г.), князя Даниила Московского второй степени (1990 г.), святителя Иннокентия, митрополита Московского, третьей степени (2000 г.), святителя Иннокентия Московского, второй степени (2004 г.), преподобного Серафима Саровского второй степени (2006 г.), преподобного Сергия Радонежского первой степени (2012 г.), святых апостолов Петра и Павла (Антиохийская православная церковь, 1980 г.), св. равноапостольной Марии Магдалины (Польская православная церковь, 1988 г.), а также медалью и грамотой Фессалоникийской архиепископии (1984 г.). 25 февраля 1993 г. возведён в сан архиепископа. С 27 декабря 2001 г. по 17 июля 2002 г. пребывал на покое.