Глубоко убеждённый в необходимости и возможности «полной солидарности» веры и знания, религии и науки, Иннокентий стремился придать русскому богословию более самостоятельный вид и вывести его из старых «схоластических форм». Он широко использовал исторический метод в богословии, оказал влияние на русских богословов, вокруг него сложилась богословская и проповедническая школа, к которой принадлежали архиепископ Димитрий (Муретов), протоиерей Фёдор Фёдорович Сидонский, протоиерей Фёдор Александрович Голубинский, Черниговский архиепископ Филарет (Гумилёвский), Смоленский епископ Иоанн (Соколов) и др. Горячим поклонником Иннокентия был Алексей Степанович Хомяков. В одной из первых и наиболее известных работ – «Последние дни земной жизни Господа нашего Иисуса Христа» (первый вариант был опубликован в 1828–1830 гг.) – Иннокентий дал образец применения метода, впоследствии получившего широкое распространение в трудах богословов Фредерика Вильяма Фаррара, Анри Дидона, Джона Гейки, Альфреда Эдерштейма: иллюстрации подробностей евангельской истории данными из всеобщей истории, археологии и других наук. При написании труда Иннокентий дал обет совершить путешествие на Синай, в Палестину и на Афон, впоследствии долго не завершал сочинение «по небытию там». К работе над «Последними днями...» периодически возвращался. Сочинение было переработано в киевском Златоверхом монастыре к 1840 г. и под заглавием «Голгофа, или Последние дни» отдано на просмотр Киевскому митрополиту Филарету (Амфитеатрову), который высказал ряд замечаний; в Вологде работа была окончена с учётом замечаний. Как полагают исследователи, в конце 1841 г. Иннокентий отправил её на цензуру в Санкт-Петербург «не более как на пробу», а через некоторое время попросил вернуть ему рукописи: «Хотя в них и нет ничего еретического, но обстоятельства нынешние таковы, что охотники до ересей легко могут найти в них к чему привязаться, а мне уже давно наскучило иметь дело с инквизицией». В начале января 1843 г. получил отрицательную рецензию цензора А. Райковского. В 1856 г. Иннокентий послал рукопись архимандриту Иоанну (Соколову), члену Санкт-Петербургского цензурного комитета, с просьбой просмотреть её до официального представления в цензурный комитет. Сочинение было разрешено к печати, корректуру издания Иннокентий просматривал накануне кончины, 25 мая. «Последние дни...» вышли отдельным изданием уже после смерти автора. В Киевской духовной академии Иннокентий задумал составить «Догматический сборник» – собрание изложений веры древней христианской и Русской церкви (на русском языке и в подлинниках) с историческим комментарием и биографическими справками об авторах. Писал, что такой сборник «сильно благоприятствует одной нашей Церкви, для всех прочих он обличение...»