24 февраля 1564 года избран в Московские митрополиты, 5 марта настолован. Оставил митрополию «за немощью великою» в мае 1566 года, но некоторые российские историки считают, что его отказ от кафедры был связан с опричниной. Афанасий вернулся в Чудов монастырь (16 мая 1566 г.) и прожил там до своей смерти[1]. Скончался не позже 1575 года и был погребён в Чудовом монастыре.
Известна переписка с Иваном Грозным. Составил «Житие Даниила Переяславского» (духовный отец Афанасия), автор «Слова на перенесение мощей Николая Чудотворца»; по одному из предположений он является автором «Степенной книги».
Того же лета (1567), июля, повелением государя царя и великого князя Ивана Васильевича всея Руси поновлен бысть образ Пречистые Влалимирские Лукина письма евангелиста, златом и камением украшен многим, что стоит в Пречистой соборной в богоспасаемом граде Москве, а поновлял бывший митрополит Афонасей…
Макарий (Веретенников), архим. Всероссийский митрополит Афанасий (1564—1566) // Макарий (Веретенников). Из истории русской иерархии XVI века. — М., 2006. — С. 104—125.
Самойлова Т. Е. Митрополит Афанасий как один из авторов программы росписи Архангельского собора Московского Кремля // История и культура Ростовской земли. 1996. — Ростов, 1997. — С. 45-48.
Усачёв А. С. Митрополит Афанасий и памятники русского летописания середины — третьей четверти XVI в. // Летописи и хроники. Новые исследования. 2011—2012. — М.; СПб., 2012. — С. 253—274.