Високото теологично образование на Кирил, подкрепено с добро познаване на арабски и еврейски, го правят най-подходящия дипломат за първата държавна мисия при абасидския халиф Ал Мутауакил с цел дискутиране принципите на Светата Троица и затягане на връзките между Абасидския халифат и Империята, както и да преговарят за освобождаването на византийски пленници.
В исторически документи е спомената т.н. Брегалнишка мисия на Кирил в югозападна България където са покръстени много българи.
През 860 година братята са натоварени с нова мисия от византийския император Михаил III и патриарха на Констанинопол, Фотий, който бил един от професорите на Кирил в Магнаурската школа и негова пътеводна светлина в по-ранните години. Кирил и Методий заминават при хазарите с цел предотвратяване разпространението на юдаизма в Хазария. Тази мисия не е така успешна тъй като по-късно хаганът налага приема юдаизма като официална религия, но братята откриват в Крим мощите на свети Климент, събитие с огромна важност за тогавашния свят, и са тържествено посрещнати и благословени от папата когато ги връщат на Рим.
След завръщането им в Константинопол Кирил става преподавател по философия в Магнаурската школа, а Методий е назначен за игумен на манастира Полихрон. Там завършват започнатото според някои историци през 855 година създаване на първата славянска азбука и превод на основните богослужебни книги.
През 862 година двамата братя по поръка на Императора и по покана на великоморавския княз Ростислав да популяризират християнството на славянски език във Великоморавия и столицата Велеград - мисия, която изпълняват и защитават с голяма страст до края на дните си.
Кирил умира в Рим в 869 г. и е погребан в криптата на базиликата св. Климент (San Klemente), а Методий изтощен от дългата борба с враждебното на славянската кауза немско духовенство от униженията и затвора, в който е хвърлен заради това, умира като архиепископ на Великоморавия в столицата и? Велеград в 885 г. и най-вероятно е погребан там.
