Одновременно с июня 1724 г. Иосиф являлся и настоятелем московского Андроникова монастыря, в котором располагалась инквизиторская контора. 10 мая 1725 г. Иосиф был вызван в Санкт-Петербург. Указом императрицы Екатерины I от 16 сентября того же года определён на Воронежскую кафедру. 29 октября в Троицком соборе состоялось наречение, а 31 октября 1725 г. – хиротония, в которой участвовали архиепископ Тверской и Кашинский Феофилакт (Лопатинский), епископ Ростовский и Ярославский Георгий (Дашков). С 1723 г., после кончины митрополита Пахомия (Шпаковского), Воронежская кафедра больше двух лет оставалась вакантной (управление временно осуществлял келарь иеромонах Илия), епархиальные дела пришли в упадок. За короткий срок управления епархией Иосиф наладил уставную жизнь монастырей, издал указ, чтобы «монахи по улицам и дворам безвременно не волочились под жестоким наказанием и штрафом». По поручению Синода от 10 декабря 1725 г. Иосиф руководил допросом братии Мигулинского Троицкого монастыря в связи с «невоздержанным житием», пьянством и другими проступками иеромонаха Серапиона, сосланного в эту обитель прежним Воронежским митрополитом Пахомием. По просьбе Иосифа казначеем Воронежского архиерейского дома 28 января 1726 г. был назначен монах Феолог (ум. в 1734 г.), бывший справщик Московской типографии. В 1726 г. несколько месяцев длился розыск 50 беглых крестьян Воронежского архиерейского дома, укрывавшихся у атамана Донского войска Андрея Ивановича Лопатина. Епископ добился особого указа Синода и распоряжения Военной коллегии (16 ноября 1726 г.) на имя донского атамана о незамедлительной высылке беглых крестьян. При Иосифе в Воронеже вместо старого храма строили каменный кафедральный собор в честь Благовещения Пресвятой Богородицы. Он безуспешно обращался в Синод за разрешением истратить на завершение строительства собранные в 1725 г. «лазаретные» деньги, предназначавшиеся на содержание госпиталей. 19 ноября 1725 г. Иосиф просил Синод помочь выселить из Воронежского архиерейского подворья в Москве проживавшего там царя Картли Вахтанга VI с многочисленной свитой и приближёнными. По поручению Синода Иосиф проводил следствие о «безчинствах» бывшего насельника московского во имя Иоанна Златоуста иеромонаха Иова (Панова), в мае 1726 г. начал рассматривать многолетнее дело о священниках, оклеветавших протоиерея А. Иевлева, настоятеля Троицкого собора города Бахмута (ныне Артёмовск, Украина). 15 июля 1726 г. Иосиф был назначен членом Синода и 18 июля вызван в столицу. Дело о клевете на протоиерея А. Иевлева Иосиф доверил вести архимандриту Антонию, настоятелю воронежского Акатова монастыря. По пути в столицу Иосиф остановился в московском Андрониковом монастыре, где и скончался. 29 декабря 1726 г. архиепископ Сарский и Подонский Леонид совершил отпевание почившего епископа. По указу Синода от 30 января 1727 г. Иосиф был погребен 9 февраля того же года у монастырского Спасского собора. К 1850 г. могила Иосифа оказалась под пристроенным к собору правым приделом в честь Успения Пресвятой Богородицы (к 2011 г. захоронение Иосифа исследователи не обнаружили). Небольшое келейное имущество Иосифа было передано в Московскую синодальную канцелярию, затем отдано на поминовение епископа в Андроников монастырь, а также племяннику почившего дьякону Василию Саввину, который к 1717 г. служил в Иоанно-Предтеченской церкви в Казённой слободе в Москве.