Στις 15 Ιανουαρίου 1889 μ.Χ., χειροτονήθηκε Μητροπολίτης Πενταπόλεως. Η δράση του ως Μητροπολίτου ήταν καταπληκτική και ένεκα αυτού ήταν βασικός υποψήφιος του πατριαρχικού θρόνου Αλεξανδρείας. Λόγω όμως φθονερών εισηγήσεων (αισχρών συκοφαντιών), προς τον Πατριάρχη Σωφρόνιο, ο ταπεινόφρων Νεκτάριος, για να μη λυπήσει τον γέροντα Πατριάρχη, επέστρεψε στην Ελλάδα (1889 μ.Χ.).

Διετέλεσε Ιεροκήρυκας (Ευβοίας) (1891 – 1893 μ.Χ.), Φθιώτιδος και Φωκίδας (1893 – 1894 μ.Χ.) και διευθυντής της Ριζαρείου Εκκλησιαστικής Σχολής στην Αθήνα (1894 – 1904 μ.Χ.).

Μετά τον θάνατο του Πατριάρχη Αλεξανδρείας Σωφρονίου (1899 μ.Χ.), ο Νεκτάριος εκλήθη να τον διαδεχθεί, αλλά ο Άγιος αρνήθηκε.

Στα κηρύγματα του, πλήθος λαού μαζευόταν, για να «ρουφήξει» το νέκταρ των Ιερών λόγων του.

Το 1904 μ.Χ. ίδρυσε γυναικεία Μονή στην Αίγινα, της οποίας ανέλαβε προσωπικά τη διοίκηση, αφού εγκαταβίωσε εκεί το 1908 μ.Χ., μετά την παραίτηση του από τη Ριζάρειο Σχολή.

Έγραψε αρκετά συγγράμματα, κυρίως βοηθητικά του θείου κηρύγματος. Η ταπεινοφροσύνη του και η φιλανθρωπία του υπήρξαν παροιμιώδεις.

Πέθανε το απόγευμα της 8ης Νοεμβρίου 1920 μ.Χ. Τόση δε ήταν η αγιότητά του, ώστε επετέλεσε πολλά θαύματα, πριν αλλά και μετά τον θάνατο του. Ενταφιάστηκε στην Ιερά Μονή Αγίας Τριάδος στην Αίγινα.

Η ανακομιδή των Ιερών λειψάνων του έγινε στις 3 Σεπτεμβρίου του 1953 μ.Χ. και στις 20 Απριλίου του 1961 μ.Χ. με Πράξη του Οικουμενικού Πατριαρχείου, διακηρύχτηκε Άγιος της Ορθόδοξης Εκκλησίας.