В августе того же года Кирилл прибыл в Урмию, а уже в октябре при миссии была открыта школа с интернатом для детей ассирийцев. При миссии стали действовать и десятидневные курсы для повышения образовательного уровня ассирийских священнослужителей. Под руководством Кирилла было завершено строительство храма миссии во имя Николая Чудотворца и ремонт особо почитаемой ассирийцами церкви Март-Марьям. Миссионеры, включая Кирилла, постоянно объезжали с богослужебными и проповедническими целями горные сёла православных ассирийцев. В миссии активно проводилась работа по переводу богослужебных книг на ассирийский язык. Трудами возглавляемой Кириллом комиссии были переведены и изданы для ассирийских священнослужителей сборник ежедневных молитв, Литургия Иоанна Златоуста, последование вечерни и утрени по Часослову и Служебнику, воскресные песнопения Октоиха первого и второго гласов, рождественская и пасхальная службы праздников, последование спасительных Страстей Христовых, чины диаконской и иерейской хиротонии, отдельные богослужебные песнопения. Помимо богослужебной литературы были переведены на ассирийский язык и изданы «Начатки христианско-православного учения» Филарета Московского, публиковались послания к клиру и пастве главы Ассирийской православной церкви Урмийского и Супурганского епископа Ионы (Мар Ионана). Для лучшей организации миссионерской работы среди ассирийцев Кирилл добился изменения административной подчинённости Урмийской миссии, находившейся в ведении Грузино-Имеретинской синодальной конторы. 20 февраля 1903 г. последовал указ, предписывавший Кириллу обращаться по всем вопросам работы миссии напрямую к Синоду через его первенствующего архиерея митрополита Антония (Вадковского). Осенью 1903 г. иранские власти (как полагают исследователи, под нажимом Великобритании) объявили о передаче всех храмов православной миссии ассирийцам-несторианам (очень немногочисленным в регионе по сравнению с православными ассирийцами). В связи со сложившейся ситуацией Кирилл срочно прибыл в Санкт-Петербург, где добился через обер-прокурора Синода и МИД России, чтобы российские власти защитили Урмийскую миссию, благодаря чему храмы были сохранены за православными ассирийцами. Во время пребывания Кирилла в Санкт-Петербурге было учреждено Кирилло-Сергиевское Урмийское братство. Успехи деятельности Кирилла как начальника миссии в Иране получили широкую известность. 12 февраля 1904 г., перед отъездом обратно в Урмию, Кирилл был принят императором Николаем II. 11 мая 1904 г. Синод назначил Кирилла на вакантную кафедру епископа Гдовского, третьего викария Санкт-Петербургской епархии. 6 августа того же года в Троицком соборе Александро-Невской лавры состоялась епископская хиротония Кирилла, которую возглавил митрополит Антоний (Вадковский). В качестве викарного епископа Кирилл принял участие в праздновании 75-летия протоиерея Иоанна Кронштадтского 18–19 октября того же года. Кирилл совершал богослужения в храмах Кронштадта, много общался с юбиляром, с которым у епископа установилась тесная духовная связь.