Он тайно от всех носил вериги, благодаря его способности исцелять душевные и телесные недуги имя его стало известно далеко за пределами Казани; немало больных, приходивших к нему за врачеванием, принимали христианство. До 1918 г. в Преображенском монастыре хранился написанный Варсонофием устав монастыря (не сохранился). 4 декабря 1563 г. Варсонофий совершил чин отпевания Казанского архиепископа Гурия. В 1567 г. в Москве митрополит Филипп (Колычев) хиротонисал Варсонофия во епископа Тверского и Кашинского. Несмотря на епископский сан, Варсонофий оставался смиренным подвижником, каким был в Песношской обители и в Казани. Дни проводил в трудах, ночи – в молитве, отдыхая, шил клобуки, которые дарил инокам и епископам, непрестанной молитвой врачевал телесные и душевные болезни обращавшихся к нему. В 1570 г. Варсонофий удалился на покой и вернулся в казанский Преображенский монастырь, где и скончался. Был погребён Казанским архиепископом Тихоном у алтаря Преображенского собора, рядом со святителем Гурием. 4 октября 1595 г. при подготовке к строительству нового храма мощи обоих святителей были обретены нетленными. По указу патриарха Иова Варсонофий и Гурий были канонизированы. Мощи Варсонофия находились в Преображенском соборе, в южном приделе во имя святителей Варсонофия и Гурия. В сентябре 1918 г., после закрытия монастыря, мощи перенесли в собор Богородицкого женского монастыря, закрытого в 1929 г. Современное местонахождение мощей Варсонофия неизвестно. В фондах Национального музея Республики Татарстан хранятся позолоченные серебряные детали раки. По повелению царя Фёдора Ивановича и патриарха Иова Житие святителей Гурия и Варсонофия составил Казанский митрополит Ермоген (впоследствии Патриарх Московский и всея Руси), который хорошо знал Варсонофия, будучи ещё священником Никольского Гостинодворского храма в Казани. Рукописный подлинник Жития (автограф Ермогена) до 1918 г. хранился в Преображенском монастыре. Встречающееся в литературе XIX в. утверждение, что Варсонофий, вернувшись в Казань из Твери, принял великую схиму, в тексте Ермогена отсутствует. Служба святителям Гурию и Варсонофию была составлена Ростовским митрополитом Димитрием (Туптало).