В сентябре 1869 г. К.И. Невоструев был награждён Золотой Уваровской медалью Императорской Академии Наук за рецензию «Исследование г. Хрущёва о Иосифе Санине, преподобном игумене Волоцком». Внимание К.И. Невоструева привлекло и богатейшее книжное собрание Иосифова Волоколамского (Волоцкого) в честь Успения Пресвятой Богородицы монастыря, частично хранившееся в Московской духовной академии. По сборнику 1536 г. (Российская государственная библиотека), переписанному по повелению игумена Нифонта (Кормилицына), он издал три хрисовула XV–XVI вв. афонскому монастырю Хиландар, сохранившиеся только в этом списке. В 1870 г. К.И. Невоструева был избран членом Сербского учёного общества в Белграде и Югославянской академии в Загребе. К концу жизни К.И. Невоструева обратился к истории зарубежного православия, опубликовал в 1872 г. в Загребе на сербохорватском языке очерк «Взгляд на историю Восточной Церкви в Чехии». К.И. Невоструев не оставлял и историко-краеведческие и археологические исследования, летом посещал родные места и Поволжье. В июле 1870 г. приехал в Елабугу и посетил ранее открытый им по письменным источникам Ананьинский могильник (около VIII в. до н.э.), который дали название археологической культуре, и Елабужское (Чёртово) городище X–ХII вв. Одновременно К.И. Невоструев заботился о развитии краеведения на местах: так, откорректировал «Историю г. Елабуги» И.В. Шишкина, составленную по статьям духовника семьи Шишкиных священника Петра Никитича Кулыгинского в 1843–1847 гг., и оказал помощь в её публикации. С семьёй Шишкиных К.И. Невоструев сохранял связи и позднее: в частности, сына И.В. Шишкина, будущего художника, он поддерживал в годы учёбы того в Московском училище живописи, ваяния и зодчества (письма К.И. Невоструева последнему хранятся в Российском государственном архиве литературы и искусства). К.И. Невоструев похоронен на кладбище московского в честь Покрова Пресвятой Богородицы монастыря рядом с могилами чудовских монахов. В 1920 гг. кладбище было снесено. Книжное собрание, архив и часть рукописей К.И. Невоструева по его завещанию были переданы в библиотеку Московской духовной академии (в 1934 г. собрание библиотеки Московской духовной академии передали в Государственную библиотеку имени В.И. Ленина (ныне Российская государственная библиотека). Собрание рукописей составляет отдельный фонд Оотдела рукописей Российской государственной библиотеки (размещён на официальном сайте Троице-Сергиевой лавры). Другая (меньшая) часть рукописей передана в Московскую епархиальную библиотеку, остальные отправлены в Симбирскую и Вятскую епархии. Коллекция древних вещей из Ананьинского могильника (украшения, монеты, предметы домашнего обихода, оружие) была завещана Музею древностей Московского археологического общества.