По мнению Алексея Владимировича Морохина, Корнилий ещё в Макариевском монастыре «свёл знакомство» с Никоном (Миновым) и в дальнейшем активно его поддерживал. Однако, согласно «Житию» протопопа Аввакума, вскоре после погребения патриарха Иосифа ряд московских протопопов «о патриархе, да же даст Бог пастыря ко спасению душ наших, и с митрополитом Казанским Корнилием, написав челобитную за руками, подали царю и царице о духовнике Стефане (Вонифатьеве), чтоб ему быть в патриархах. Он же не восхотел сам и указал на Никона митрополита». 6 июля 1652 г. Корнилий вместе с Вологодским архиепископом Маркеллом возглавил встречу в селе Воздвиженском мощей святого митрополита Филиппа (Колычева), привезённых Новгородским митрополитом Никоном (Миновым). 22–23 июля проходили выборы нового патриарха и его наречение: в первый день по поручению царя Собор избрал 12 кандидатов на Патриаршество, среди них был и Корнилий. 23 июля патриархом Московским был наречён Никон Минов), а 25 июля он был поставлен «рукоположением преосвященного Корнилия, митрополита Казанского и Свияжского». Исследователи полагают, что последующие полтора года Корнилий провёл в своей епархии. Косвенно об этом свидетельствует его отсутствие на Земском соборе 1 октября 1653 г. Состояние источниковой базы не позволяет исследователям реконструировать деятельность Корнилия в епархии в этот период. Корнилий был участником начавшегося в феврале 1654 г. церковного Собора, на котором обсуждались первые реформы, предложенные Никоном (Миновым). Митрополит покинул Москву до подписания 12 июня соборного деяния. 15 мая царь Алексей Михайлович отправил Корнилия и с ним больше десятка представителей московского и подмосковного духовенства в Вязьму сопровождать дар Константинопольского патриарха Парфения II – чудотворную икону Иверской Божьей Матери. 6 и 12 января в Вязьму были посланы царские грамоты об отведении Корнилию и сопровождающему его духовенству достаточного количества дворов (Российский государственный архив древних актов).