Многие сочинения создавались А.Н. Муравьёвым в форме писем знакомым. Так, для Ивана Николаевича Гончарова (брата Натальи Николаевны Гончаровой, жены А.С. Пушкина), соседа А.Н. Муравьёва по подмосковному имению в Осташеве, написаны «Письма о богослужении Восточной Кафолической Церкви» (1836 г.), изъясняющие всенощное бдение, литургию, службы Великого поста и Пасхи, таинства, праздники и некоторые чинопоследования. «Письма о богослужении…» выдержали десять изданий при жизни автора, переведены на немецкий (в 1838 г. пастором реформатской церкви в Санкт-Петербурге Иоганном фон Муральтом), польский (1841 г.), французский (1850 г.), греческий (1851 г.), сербский (1854 г.) и английский (1866 г.) языки. Летом 1838 г. А.Н. Муравьёв познакомился с Алексеем Петровичем Ахматовым, молодым кавалергардом, «нетвёрдым в вере». Эта встреча побудила А.Н. Муравьёва написать «Письма о спасении мира Сыном Божиим» (1839 г.), к появлению книги А.П. Ахматов отнёсся равнодушно, огорчив этим автора. В 1839 г. (после присоединения униатов западных губерний к Русской православной церкви) А.Н. Муравьёв написал книгу против учения католиков «Правда вселенской Церкви о Римской и прочих патриарших кафедрах» (опубликована в 1841 г.), которая была отпечатана в Синодальной типографии и переведена на греческий язык. Свои сочинения А.Н. Муравьёв преподносил членам императорской семьи, за каждую книгу, поднесённую императору Николаю I, имел Высочайшую благодарность. В 1830 гг. А.Н. Муравьёв начал собирать материалы для создания истории Российских патриархов. По его просьбе обер-прокурор С.Д. Нечаев выписал из Московской синодальной библиотеки подлинное судебное дело патриарха Московского и всея Руси Никона, с которого А.Н. Муравьёв сделал две копии. Написанный А.Н. Муравьёвым в качестве предисловия к будущей книге обзор церковной истории стал основой для краткой «Истории Российской Церкви», где патриарху Никону посвящена отдельная глава. После переезда в Киев А.Н. Муравьёв вернулся к этому труду, но подготовил лишь первую часть. В мае 1862 г. А.Н. Муравьёв выслал митрополиту Филарету (Дроздову) вступление к предполагаемой истории патриарха Никона, которую собирался поместить в издании «Прибавления к Творениям святых отцов». Первые две статьи Московский святитель прочёл с интересом и сделал замечания, третью (о венчании на царство Алексея Михайловича) отклонил. Предложение А.Н. Муравьёва опубликовать историю патриарха Никона в академическом журнале было отвергнуто из-за её большого объёма. Остальные материалы, посвящённые патриарху Никону, А.Н. Муравьёв передал в 1865 г. в библиотеку Московской духовной академии. Служба А.Н. Муравьёва по духовному ведомству не была продолжительной. 18 июня 1842 г. по собственному прошению А.Н. Муравьёв был уволен. Свой уход он связывал с удалением из Синода весной 1842 г. митрополита Филарета (Дроздова) и митрополита Филарета (Амфитеатрова) из-за недоразумения, возникшего между митрополитом Филаретом (Дроздовым) и обер-прокурором Н.А. Протасовым при рассмотрении в Синоде «дела Павского». С митрополитом Филаретом (Дроздовым) А.Н. Муравьёв состоял в активной переписке и почти каждую осень и весну навещал его в Троице-Сергиевой лавре, куда заезжал по пути в Санкт-Петербург.