Το 1902 χειροτονήθηκε διάκονος από τον θείο του, τότε Μητροπολίτη ΦιλιππουπόλεωςΦώτιο, ο οποίος και του έδωσε το όνομά του. Παρέμεινε στη Μητρόπολη αυτή, όπου έφτασε και στο αξίωμα του Πρωτοσυγκέλου. Κατόπιν διορίστηκε Πατριαρχικός Έξαρχος Φιλιππουπόλεως κατά την περίοδο 1906-1914, κατά την οποία διώχτηκαν οι κληρικοί του Πατριαρχείου από τη Βουλγαρία και τη Ρωμυλία. Το 1914, δέχτηκε επίθεση από όχλο Βουλγάρων και εγκατέλειψε τη χώρα.
Το 1915 εξελέγη βοηθός επίσκοποςΕιρηνουπόλεως, βοηθός του θείου του, ο οποίος στο μεταξύ είχε μετατεθεί στη Μητρόπολη Κοζάνης. Το 1924 εξελέγη Μητροπολίτης Φιλαδελφείας και την επόμενη χρονιά μετατέθηκε στη Μητρόπολη Δέρκων. Στην πατριαρχική εκλογή της 1ης Ιουλίου 1925, οι τουρκικές αρχές αντέδρασαν σε τυχόν υποψηφιότητά του, λόγω της θητείας του σε Μητροπόλεις της ελληνικής επικράτειας[1].
Κατά τη διάρκεια της Πατριαρχίας του αποκαταστάθηκαν οι σχέσεις Ελλάδας-Τουρκίας, χάρη στις ενέργειες των Ελευθερίου Βενιζέλου και Κεμάλ Ατατούρκ[2]. Ο ίδιος ο Ελευθέριος Βενιζέλος, όταν τον Οκτώβριο μετέβη στην Τουρκία για την υπογραφή του Ελληνοτουρκικού Συμφώνου Φιλίας, επισκέφτηκε τον Πατριάρχη Φώτιο, σε μια επίσκεψη που χαρακτηρίστηκε ιστορική, καθώς για πρώτη φορά πολιτικός από την Ελλάδα επισκεπτόταν το Φανάρι[3].
Επί των ημερών της Πατριαρχίας του συνέβησαν τα γεγονότα του παπα-Ευθύμ, ιερέα που είχε καταλάβει τον ιερό ναό της Παναγίας της Καφατιανής στο Γαλατά και ίδρυσε τη λεγόμενη Τουρκορθόδοξη Εκκλησία, ενώ για πρώτη φορά αμφισβητήθηκε από τις κρατικές τουρκικές αρχές ο τίτλος «Οικουμενικός Πατριάρχης» και προετάχθη ο τίτλος του «πρωτοπαπά» (Baspapaz). Στην αμφισβήτηση αυτή, ο Πατριάρχης Φώτιος αντέδρασε δυναμικά, αρνούμενος επί ένα και πλέον χρόνο να ανοίξει επιστολές που δεν απευθύνονταν στον «Πατριάρχη» ή στον «Οικουμενικό Πατριάρχη»[4] και κατόπιν αυτού, το θέμα διευθετήθηκε. Τέλος, το 1934 ψηφίστηκε ο νόμος που απαγορεύει σε κάθε θρησκευτικό λειτουργό στην Τουρκία να φέρει ιερατική ενδυμασία εκτός του χώρου λατρείας, πλην των προκαθημένων των θρησκειών (Οικουμενικός Πατριάρχης, αρχιμουφτής, αρχιραβίνος)[5]. Αντιδρώντας στην απαγόρευση αυτή, ο Πατριάρχης Φώτιος απέφευγε να βγαίνει από την Πατριαρχική έδρα, για να μη συνοδεύεται από κληρικούς χωρίς την ιερατική τους περιβολή[6].
Στα πλαίσια των διαχριστιανικών πρωτοβουλιών του Φωτίου, όλες οι Ορθόδοξες Εκκλησίες εκπροσωπήθηκαν στο Συνέδριο της Αγγλικανικής Εκκλησίας στο Λάμπεθ τον Απρίλιο του 1930. Ανέλαβε επίσης πρωτοβουλίες για αναθέρμανση της ετοιμασίας για μια Πανορθόδοξη Σύνοδο για επίλυση διαφόρων προβλημάτων, όπως το θέμα του ημερολογίου, η κατάσταση στη Ρωσική Εκκλησία, οι σχέσεις με τους ετεροδόξους, οι όροι χορήγησης Αυτοκεφαλίας, κλπ. Έτσι, συνεκάλεσε συνεκάλεσε προκαταρκτική Διορθόδοξη Επιτροπή στις 8 Ιουνίου1830 στη Μονή Βατοπεδίου, στην οποία συμμετείχαν εκπρόσωποι από όλες της Ορθόδοξες Εκκλησίες πλην της Ρωσικής[7].