11 августа 1949 г. назначен епископом Вологодским и Череповецким. Его стараниями в Вологодской епархии было создано епархиальное училище, введена система постоянных окладов клирикам, организовано духовное окормление верующих в населённых пунктах, где отсутствовали приходы. Во время усиления антирелигиозной кампании в Вологодской епархии не был закрыт ни один приход, в апреле 1956 г. Гавриил ходатайствовал об открытии ещё 21 храма. По поручению Священного Синода Гавриил временно управлял Кировской (май – сентябрь 1951 г.), Архангельской (январь–июль 1953 г.) и Ижевской (1958 г.) епархиями. 27 июля 1959 г. переведён на Астраханскую и Енотаевскую кафедру. 25 февраля 1960 г. возведён в сан архиепископа. 15 сентября того же года назначен архиепископом Ташкентским и Среднеазиатским. 11 мая 1963 г. награждён правом ношения креста на клобуке, 23 декабря 1966 г. – орденом св. князя Владимира второй степени. При управлении епархией, включавшей территории Узбекистана, Киргизии, Туркмении и Таджикистана, противодействовал закрытию храмов, часто посещал приходы и старался быстро замещать священнические вакансии. Несмотря на жёсткое давление со стороны уполномоченных Совета по делам религий, ему удавалось отстаивать интересы общин и приходов. Летом 1965 г. совместно с другими архиереями Гавриил подписал составленное архиепископом Ермогеном (Голубевым) заявление на имя патриарха Алексия I, в котором предлагалось пересмотреть решение Архиерейского собора РПЦ 18 июля 1961 г., лишавшее настоятелей права самостоятельного управления приходами. Гавриил ежедневно совершал литургию в домовом храме епархиального училища, по воскресным и праздничным дням служил и проповедовал в соборах и храмах епархии. В 1966 г., во время землетрясения в Ташкенте, постоянно служил в Успенском кафедральном соборе, проповедовал и утешал прихожан. По описаниям современников, был прост в общении, вёл строгую иноческую жизнь, был нестяжателен, почти все личные деньги направлял на помощь малоимущим. Большую духовную поддержку Гавриилу оказывал духовник Ташкентской епархии архимандрит Борис (Холчев). 7 февраля 1971 г. во время служения литургии у Гавриила произошёл инфаркт. Накануне кончины он соборовался и причастился Святых Таин. 2 марта 1971 г. отпевание Гавриила возглавил Самаркандский епископ Платон (Лобанков), викарий Ташкентской епархии. Погребён на Боткинском кладбище Ташкента рядом с могилами Ташкентских митрополитов Арсения (Стадницкого) и Никандра (Феноменова).