Каллиник материально поддерживал школы и больницу «Востанион», участвовал в строительстве церкви священномученика Ферапонта, отреставрировал церковь Пресвятой Богородицы в Айясосе, помогал пострадавшим от землетрясений 1867 и 1881 гг. В 1912 г. Лесбос был освобождён от турок. В 1923 г. Митилинская митрополия утратила остров Тенедос, который остался в составе Турции. В том же году была создана Пломарийская епископия, просуществовавшая до 1934 г. В 1928 г. Константинопольский патриархат передал управление Митилинской и Мифимнской митрополиями (как и другими митрополиями «новых земель») Элладской православной церкви. Современная система благотворительных учреждений была заложена митрополитом Иаковом (Николау; 1925–1958 гг.). Он оказал огромную помощь жителям Лесбоса в годы Второй мировой войны. Митрополит Иаков (Клеомвротос; 1958–1987 гг.), автор многочисленных работ по церковной истории Лесбоса, продолжил деятельность своего предшественника в социальной сфере. Он основал Молодёжный центр (1972 г.) и Византийский музей (1978 г.). В 1960 г. построил митрополичий дворец, в 1963–1969 гг. – монастырь священномученика Рафаила, преподбномученика Николая и мученицы Ирины. На Лесбосе действуют 109 приходских храмов (72 – в Митилинской митрополии, 37 – в Мифимнской), 411 парекклисионов (351 – в Митилинской митрополии, 60 – в Мифимнской), 1087 экзокклисионов (872 – в Митилинской митрополии, 215 – в Мифимнской), семь монастырей (четыре – в Митилинской митрополии: апостола Иоанна Богослова (Ипсилу), святых Таксиархов (Чиноначальников, т.е. архангелов Михаила и Гавриила), Успения Пресвятой Богородицы, или Дамандри, и священномученика Рафаила, преподобномученика Николая и мученицы Ирины; три – в Мифимнской: Лимонос, Пресвятой Богородицы Мирсиниотиссы и Периволи). Святыни: мощи священномученика Рафаила, преподобномученика Николая и мученицы Ирины в одноимённом монастыре, рельефная икона архангела Михаила в монастыре святых Таксиархов в Мандамадосе, сделанная из земли, смешанной с кровью убитых пиратами монахов, икона Божьей Матери «Святой Сион» в Айясосе (по преданию, привезена монахом Агафоном Эфесским из Иерусалима в эпоху иконоборчества, храм построен в 1170 г.). Археологи обнаружили на Лесбосе больше 50 базилик V–VI вв. Самые большие по размеру: трёхнефные базилики: в Скала-Эресу (святой Анастасии (первая половина V в.), в ней похоронен преподобный Андрей Критский), в местности Халинадос, к юго-востоку от Айия-Параскеви (вторая половина VI в.), в Аргале, в 6 км к югу от Митилини (начало V в.), близ села Ипсилометопо (Псилометопо; вторая половина VI в.), в 2 км к югу от Лутра (V в.), в Клио (вторая половина VI в.) и рядом с мостом через реку Цикния близ Айия-Параскеви. Некоторые раннехристианские церкви возведены на месте известных античных памятников: например, базилика в местности Меса близ Калони – на фундаменте храма IV в. до н.э., а базилика в местности Афендели близ Эресоса (V–VI вв.) – там, где находилась школа философа Феофраста. Храмов византийского периода на Лесбосе сохранилось немного: церковь первомученика Стефана близ Мандамадоса (XIII в.), церковь Пресвятой Богородицы Труллоти (противоречивые датировки X или XIV/XV в.), собор монастыря святых Таксиархов близ Като-Тритоса (XV в.).