В 1838 г. совершил паломничество в Иерусалим. 20 октября (по другим сведениям, в сентябре) 1840 г. перешёл в Пантелеимонов монастырь по настоятельной просьбе игумена обители схиархимандрита Герасима Афонского с братией и по благословению иеросхимонаха Арсения, который заповедал Иоанникию «идти в общежитие... спасать многих» и предсказал, что в Пантелеимоновом монастыре через него «Бог хощет сотворити нечто дивное». Пантелеимонов монастырь (Русик) с середины 1730 гг. находился в ведении греков и имел в братии не более десятка русских иноков. Обитель испытывала материальные затруднения (невыплаченные долги и проч.). Греческие старцы просили Иоанникия «собрать братию русскую, благоустроить их», что, по их предположению, помогло бы внутреннему и внешнему возрождению обители. При этом Иоанникий, стремившийся к безмолвному житию, получил благословение иногда «удаляться на безмолвие» в монастырские келлии, что и исполнял в начальный период жизни в обители. 18(21) ноября 1840 г. находившийся на Афоне Адрианопольский митрополит Григорий рукоположил Иоанникия во диакона, 21(23) ноября – во иерея, назначил духовником пантелеимоновской братии. Великим постом 1841 г. Иоанникий принял схиму с именем Иеронима в честь Иеронима Стридонского. Иеросхимонах Арсений перед кончиной (24 марта 1846) передал Иерониму руководство своими духовными чадами. По воспоминаниям современников, Иероним отличался духовнической опытностью, силой ума и воли. Эти качества привлекали к нему множество святогорцев и паломников. В 1851 г. в монастырь прибыл Михаил Иванович Сушкин (впоследствии игумен Макарий), который стал ближайшим учеником и помощником Иеронима. Стремясь объединить в братской любви греческих и русских по происхождению монахов, Иероним убеждал обе стороны оставить национальные распри. О «духовном о Господе союзе греков с русскими», поддерживавшимся в монастыре, свидетельствовал архимандрит Леонид (Кавелин). Уважая греков как главных хранителей и ревностных исполнителей афонской традиции, Иероним отстаивал право иноков других национальностей подвизаться на Святой Горе и защищал их от крайних проявлений национализма. Подобными националистическими пристрастиями были инициированы события так называемого греко-русского пантелеимоновского процесса (1874–1875 гг.), в ходе которого часть греческой братии заявила об исключительных правах на Русский Пантелеимонов монастырь. Разногласия в братии были вынесены в Протат (афонский орган самоуправления, см. Карея) и на суд Константинопольского патриарха Иоакима II. Во многом благодаря мудрости и твёрдости Иеронима они закончились избранием настоятелем схиархимандрита Макария (Сушкина; ум. в 1889 г.) и водворением в обители прочного мира.