На территории Маньчжурии указом уже Зарубежного синода была образована Харбинская епархия, а управлявшим ею епископом был поставлен митрополит Харбинский и Маньчжурский Мефодий. Имя этого митрополита всегда было окружено в Харбине огромной любовью и уважением паствы. Неустанными трудами он воссоздал Маньчжурскую епархию в том виде, в котором она оставалась неизменной до своего вхождения в юрисдикцию Московского патриархата. Этого архиерея, по признанию современников, отличала искренняя религиозность, подлинная любовь к Отечеству и русскому народу. Крушение государства Российского, Гражданская война и последовавшие гонения большевиков на Церковь и на ее клир застали Мефодия на его кафедре в Оренбурге, вынудив владыку к отъезду за рубеж. В Харбине владыка, как проповедник проводил значительную работу по сохранению канонических устоев православия среди беженцев и «старожилов», а как богослов продолжил религиозно-просветительскую деятельность, что сплотило почти все тогдашнее православное население Маньчжурии. Владыка курировал и благотворительную деятельность своих приходов, включая создание в Харбине приюта для престарелых и сирот, получившего название «Дом-убежище имени митрополита Мефодия».

День его кончины впоследствии ежегодно отмечался харбинскими прихожанами и клиром, а центром молитвенного поминовения стал Свято-Николаевский кафедральный собор, под сводами которого в склепе, напротив образа святителя Николая, был погребен первый глава Харбинской епархии. Его преемником стал митрополит Мелетий (в миру — Михаил Васильевич Заборовский), родившийся в 1869 году в селе Гилевском Тюменского уезда Тобольской губернии. Продолжая дело своего отца-протоиерея, он окончил Тобольскую духовную семинарию и в 1889 году был рукоположен в священный сан. Со временем, овдовев, поступил в Казанскую духовную академию, принял монашество. Послушание свое исполнял в Сибири, где был ректором Томской духовной семинарии. С 1908 года, став епископом, последовательно возглавлял барнаульскую и якутскую кафедры. В 1920 году переехал из Читы в Харбин, где жил и работал в подворье Пекинской духовной миссии. В 1930 году был возведен в сан архиепископа. После кончины митрополита Мефодия архиепископ Мелетий был назначен главой Харбинской православной епархии в сане митрополита. Новый митрополит придавал большое значение подготовке епархиальных кадров, и по его инициативе в целях пополнения лиц духовного звания в 1934 году в Харбине открылся знаменитый Институт Святого Владимира. Во главе его стал епископ Димитрий (Вознесенский), отец будущего святителя Филарета. Первоначально в институте было учреждено три факультета: богословский, политехнический, а также восточно-экономический, но впоследствии остался только богословский, как в большей степени отвечавший целям и задачам данного учебного заведения. Стараниями владыки Мелетия действовала и Духовная семинария, открытая в 1938 году. Как и при его предшественнике, в епархии велась большая благотворительная деятельность. При Иверской церкви в 1933 году был открыт Серафимовский приют для мальчиков и дом призрения престарелых. Была организована Серафимовская народная столовая с бесплатными обедами для малоимущих горожан. В годы управления митрополитом Мелетием Харбинская епархия достигла своего расцвета в хозяйственной деятельности: были открыты свечной завод, дача для пчеловодства, золотошвейная и иконописная мастерские, похоронное бюро. При Казанско-Богородицкой мужском монастыре действовала больница с амбулаторией имени доктора Казем-Бека, открылась общедоступная епархиальная библиотека. Продолжали действовать Харбинские музыкальные курсы для русской молодежи.

В годы японской оккупации при деятельном участии митрополита Мелетия было написано «Архипастырское послание православному духовенству и мирянам харбинской епархии» с протестом оккупационным японским властям против требуемого ими поклонения всех русских во время службы в храмах в сторону построенных японских храмов, посвященных языческой богине Аматерасу-Оомиками. Особенно Мелетий протестовал против предполагаемой японской администрацией установки статуи этой богини в приделах Свято-Николаевского собора. Тогда это было расценено как мужественный поступок, с учетом психологии японцев и их фактической безраздельной властью на всех оккупированных территориях. Послание вызвало воодушевление русских прихожан, почувствовавших защищенность своей веры, а японские власти были так удивлены столь энергичным протестом, что не решились продолжать давление на православных и даже отменили этот этически сомнительный приказ.

Митрополит Мелетий принимал самое активное участие в координации строительства в Харбине церкви в честь Благовещения Пресвятой Богородицы и преподобного Сергия Радонежского, в один из фундаментных блоков которой был вложен специальный оцинкованный футляр с запечатанной в него серебряной пластиной и текстом послания потомкам. Также была положена частичка мощей святителя Иоанна, митрополита Тобольского. Под сводами храма, возведенного при его участии, владыка и был погребен после своей кончины 6 апреля 1946 года. Сам храм просуществовал 17 лет, и в 1958 году был закрыт в связи с продолжившимся массовым отъездом русских людей из Харбина. Китайские коммунистические власти использовали захваченное ими здание под цирковое училище, и упокоившиеся останки митрополита Мелетия были осквернены. В довершение всего, в 1970 году в период беснований хунвейбинов храм был взорван. Преемник почившего митрополита Мелетия, знаменитый некогда миссионер Нестор Камчатский, автор документального труда о разрушении большевиками святынь Московского Кремля в ноябре 1917 года, митрополит Нестор (в миру — Николай Александрович Анисимов) родился 9 ноября 1884 году в Вятке. В 1905 году он вступил в число братии казанского мужского Спасского монастыря, и 17 апреля 1907 года принял монашество с именем Нестор, добровольно отправившись миссионером на Камчатку. Среди местных языческих народностей тунгусов, чукчей, коряков, алеутов и камчадалов в те времена не велось никакой работы в части духовного и культурного просвещения, однако по прибытии нового миссионера с благословения архиепископа Владивостокского и Камчатского Евсевия была открыта Камчатская духовная миссия. С началом Великой войны Нестор, хотя и возглавил на германском фронте санитарный отряд, неоднократно участвовал с кавалерийским полком в атаках на позиции противника, за что был пожалован крестом на Георгиевской ленте. За весь период войны он не только был награжден орденами Святого Владимира IV степени, Святой Анны III и II степеней, орденом Святого Николая, но получил и ряд духовных наград. Незадолго до окончания войны по представлению протопресвитера военного и морского духовенства Св. синоду Нестор был отозван с фронта и поставлен в первого самостоятельного епископа Камчатского и Петропавловского. Вскоре после падения монархии он был призван на Московский Всероссийский Поместный собор, по завершении которого не смог отбыть на Камчатку — пути сообщения туда были закрыты. Пришлось задержаться во Владивостоке, откуда в 1921 году владыка выехал в Харбин. В этом городе Нестор последовательно участвовал в открытии «Дома милосердия и трудолюбия» для детей-сирот и престарелых, приюта глухонемых, клиники для морфинистов, а также дома душевнобольных. На ниве духовного искусства Нестор стал основателем харбинской школы живописи и иконописи. В июне 1945 году, за три месяца до начала военных действий с Японией, с благословения советского Патриарха Алексия I, за богослужением Нестор стал возносить молитву о Патриархе Московском и всея Руси. Таким образом, этот архиерей-конформист примирился с церковью, воссозданной богоборческой советской властью, с надеждой быть принятым в лоно Московской патриархии. Немедленного эффекта, разумеется, не последовало, однако, когда через информаторов японской полиции стало известно об этих поминовениях, владыку ждали серьезные неприятности, и только разразившаяся война японцев и СССР отвратила от него неминуемый арест. Неудивительно, что уже в сентябре 1945 года Нестор на службах с энтузиазмом возглашал «многая лета» входящим в Харбин советским войскам.