Уже архимандритом отца Антонина переводят сначала в Константинополь в посольскую церковь, а затем назначают временно заведующим Русской духовной миссией в Иерусалиме. В то время Миссия терпела множество нестроений. Руководство над ней было яблоком раздора между Синодом, Министерством иностранных дел, Русским палестинским комитетом и Иерусалимской патриархией. Не знал отец Антонин, что его «временное» назначение затянется почти на 30 лет и станет последним и главным делом его жизни. Благодаря замечательным качествам своего характера, обаянию и уму он не стал очередной жертвой интриг, а сумел примирить и расположить к себе все противоборствующие стороны. Не обошлось и без завистников, которые обвиняли архимандрита во многих грехах, писали кляузы, памфлеты и даже романы про начальника Миссии. Однако природный «капустинский» юмор не давал унывать отцу Антонину и помогал направлять свою деятельность на то, что могло бы действительно принести пользу Церкви, Отечеству и исторической науке.
Его имя неразрывно связано с русскими землями в Палестине, с археологическими раскопками, на них проведенными, с прекрасными храмами, подворьями, школами и приютами, построенными на этих землях. Самой первой покупкой отца Антонина стал участок со знаменитым Мамврийским дубом, возле которого праотец Авраам принимал Бога в образе трех странников. Именно этот дуб стал непременной частью всех Троических икон. А затем приобретениями стали и вершина Елеонской горы, место вознесения Спасителя, и участок земли евангельской «Горней», где произошла встреча Пресвятой Богородицы с праведной Елисаветой, и участок в Яффе, который получил название «Золотой жемчужины Миссии» за красоту садов, и имения под Вифлеемом, в Тиве- риаде, на Иордане, в Силоаме, в Назарете, в Кане Галилейской... Около 40 участков общей площадью 50 гектар и стоимостью до миллиона рублей золотом. «Я, — писал архимандрит, — ограничился одним, чисто паломническим значением своей Миссии и нашел способ путем территориальных приобретений поставить ее крепче.., чем когда бы то ни было в другое время».