Иннокентий дважды вызывался в Санкт-Петербург для участия в заседаниях Святейшего Синода, был призван также к участию в трудах Предсоборного присутствия. В 1907 г. по поручению Синода выполнил ревизию Владикавказского епархиального управления, в 1909 г. – ревизию Екатеринославской епархии. 7 декабря 1909 г. Иннокентий был назначен архиепископом Карталинским и Кахетинским, экзархом Грузии, членом Синода. Назначение на Кавказ состоялось в трудное время – после убийства в 1908 г. экзарха архиепископа Никона (Софийского) активизировалась борьба за автокефалию Грузинской церкви. Прощаясь с тамбовской паствой, Иннокентий признавался: «При известии о новом предстоящем труде... встало в сердце тревожное опасение, не найти бы и мне там на далёкой чужбине своей могилы». 25 января 1910 г. в Сионском соборе Тифлиса (Тбилисское Сиони) Иннокентий призвал клириков и паству к единству, напомнил, что «и грузин, и русский, и грек, и мингрелец – все братья во Христе». Возглавив Грузинский экзархат, Иннокентий снискал доверие населения, «внёс в службу и брожение паствы умиротворение и порядок», пользовался всесторонней поддержкой наместника Кавказа графа Илариона Ивановича Воронцова-Дашкова. Одновременно Иннокентий управлял монастырём Марткопи. 13 февраля 1911 г. совершил хиротонию ректора Тифлисской духовной семинарии архимандрита Пимена (Пегова) во епископа Бакинского, викария Карталинской епархии. В новом здании Тифлисского реального училища Иннокентий освятил церковь во имя Иоанна Златоуста (1912 г.). По поручению Иннокентия при женских монастырях в Бодбе, Самтавро, Мамкоди были организованы курсы по подготовке сестёр милосердия. С той же целью в Тифлисе учреждено братство св. Надежды (1912 г.). Почётный член Московской духовной академии (с 1911 г.), Казанской духовной академии (с 1912 г.), действительный член Церковно-благотворительного общества памяти протоиерея св. праведного Иоанна Кронштадтского. Награждён панагией с драгоценными камнями (1903 г.), бриллиантовым крестом для ношения на клобуке (1910 г.). Скончался от паралича сердца в столичном доме Духовного ведомства. В день смерти приобщился Святых Таин. Погребён, согласно завещанию, на братском Никольском кладбище Александро-Невской лавры, рядом с могилой митрополита Антония (Вадковского).