В XVII в. торговец мехами и меценат Манолакис Касторианос выделял значительные средства на храмостроительство и развитие греческого просвещения, в том числе Великой школы нации в Константинополе, школ на Хиосе, Патмосе, в Арте, Анатоликоне и Кастории. В 1705 г. в Кастории на средства Георгия Кастриотиса также была открыта греческая школа. Кроме того, с 1711 г. действовала церковная школа купца Георгия Киридзиса, где в 1713–1721 гг. преподавал знаменитый дидаскал Мефодий Анфракитис, временно запрещённый в священнослужении на Патриаршем Соборе 1723 г. за распространение идей квиетиста Мигеля де Молиноса (1628–1696 гг.). В 1706 г. Касторийскому митрополиту подчинялись епископы Сисаниона, Моглены и Молискоса. Во второй половине XVIII в. некоторые Касторийские митрополиты активно участвовали в борьбе между сторонниками присоединения к Константинопольской патриархии и приверженцами независимости Охридской архиепископии. Касторийский митрополит Хрисанф, относившийся к их числу, был низложен в 1756 г., а на его место возведён Евфимий, который ориентировался в своей деятельности на Константинополь. В первой половине 1761 г. Хрисанфу удалось вернуть себе кафедру, но в 1764 г. он был снова смещён Евфимием. При Константинопольском патриархе Самуиле (1763–1768 гг.) Касторийский митрополит и знатные горожане Касторийской епархии оказали сильное влияние на принятие решения об упразднении Охридской архиепископии. В заявлении нескольких митрополитов Охридской архиепископии о присоединении её к Константинопольскому патриархату первой стояла подпись Касторийского митрополита Евфимия. В 1767 г., после упразднения Охридской архиепископии, Кастория стала митрополией Константинопольского патриархата. Касторийский митрополит получил титул экзарха. В 1804 г. город делился на 11 енорий (благочиний), два представителя из каждого благочиния составляли совет под председательством митрополита. Жители Касторийской митрополии участвовали в антитурецких восстаниях 1821 и 1878 гг. в Македонии; уроженцем Кастории был военачальник Иоаннис Папарескас. Касторийская епархия не была присоединена к образованному в 1870 г. Болгарскому экзархату, хотя во время греко-болгарских переговоров она фигурировала в некоторых проектах как его часть. Касторийская митрополия была отнесена к числу епархий со смешанным населением, где, согласно пункту 10 султанского фирмана об учреждении Болгарского экзархата, предусматривалось проведение «референдумов», на которых за подчинение юрисдикции Болгарского экзархата должно было высказаться не менее двух третей жителей. Однако эти «референдумы» не были проведены, несмотря на требования болгарского населения. В результате церковно-национальной борьбы последняя часть титула Касторийского митрополита Константинопольского патриархата «Касторийский и всечестнейший и экзарх всей Старой Болгарии» была заменена на «экзарх Верхней Македонии». В 1880 г. представители болгарского населения Касторийской, Дебрской, Охридской, Битольской, Флоринской, Фессалоникийской, Драмской и Поленинской (Кукушской) епархий подали прошение в европейскую комиссию, в котором на основании пункта 62 Берлинского договора настаивали на признании религиозной свободы славянского населения Македонии, в том числе на праве экзарха направлять архиереев в те епархии, которые этого хотели. В 1882 г. в Кастории была образована болгарская община, и было избрано попечительство болгарского училища во главе с П.В. Дымбенским.