В 1688 г. Митрофан направил двух священников в Коротояк и Черкасск для поучения раскольников, однако успешной миссия не была. Основными мерами по борьбе с расколом стало выявление и передача «градскому суду» расколоучителей. Митрофан начал учреждать школы в Воронеже и уезде, Коротояке, Острогожске, Черкасской слободе, при архиерейском доме. Особые отношения сложились у Митрофана с царём Петром I. В 1690 гг. Пётр I начал строить корабельную верфь в Воронеже, Митрофан часто встречался с ним и помогал ему. Пётр I с почтением относился к Митрофану, посещал архиерейские столы, жаловал его епархию новыми землями и льготами. Митрофан смело высказывал царю недовольство некоторыми нововведениями, сделанными царём. Согласно легенде, Митрофан ожидал смертной казни по приказу царя за то, что он, приглашённый в дом Петра I в Воронеже, отказался войти, увидев при входе статуи античных богов, и приказал звонить в колокола и служить всенощную. Узнав об этом, Пётр I сменил гнев на милость, а потом убрал статуи. Митрофан оказывал духовную и материальную поддержку Петру I в деле строительства флота. Вошёл в «кумпанство» Рязанского митрополита и участвовал в строительстве двух кораблей и вооружении трёх галер. В 1700 г. на нужды флота Митрофан пожертвовал из епархиальной казны 4 тыс. руб. В 1701 г. организовал кампанию для помощи в кораблестроении и пожертвовал ещё 3 тыс. руб. на эти цели. Митрофан поддерживал рабочих верфи, посещал заключённых, щедро раздавал милостыню, в том числе и иностранцам. Однако в проповедях и завещании Митрофан призывал настороженно относиться к иноверцам. За время архиерейства Митрофана в Воронежской епархии было построено 57 храмов. В 1682 г. он получил разрешение на обновление ветхого Благовещенского собора в Воронеже, но за два года работ старое здание оказалось в аварийном состоянии, и Митрофан получил благословение начать строительство нового каменного собора, а также архиерейского дома. Средства на строительство поступали не только из царской казны, но от многих московских бояр. 25 марта 1696 г. в новом соборе на службе присутствовал царь Пётр I. В 1694 г. появилось подворье воронежского епископа в Москве. Митрофан основал в епархии два монастыря и скит. В 1682 г. по его благословению был открыт Рождественский девичий скит при Елецком мужском монастыре. В конце жизни, во время тяжёлой болезни, 10 августа 1703 г. Митрофан принял схиму с именем в Макарий честь преподобного Макария Унженского. 4 декабря 1703 г. на погребении Митрофана император Пётр I нёс гроб с его телом. Епископ похоронен в воронежском Благовещенском соборе.