За время служения в Муроме епископ Евгений ярко проявил себя как церковный писатель и исследователь. Еще во время своей учебы в Московской духовной академии он написал диссертацию на соискание степени кандидата богословия по теме «Святой Григорий Нисский как панегирист». В 1910 г. в Муроме вышла его книга «Как совершалась канонизация святых в первое время существования русской церкви». Епископа заинтересовала также местная агиографическая тематика. В том же 1910 году в Муроме была опубликована еще одна книга – «О церковном прославлении и почитании св. благоверной Иулиании Лазаревской». Одновременно в Петербурге увидела свет его же брошюра «Житие и служба св. праведной Иулиании Лазаревской». «Героиней» двух последних публикаций стала женщина, прославившаяся своей благочестивой жизнью и благотворительностью. Она продала все свое имущество для того, чтобы накормить неимущих во время катастрофического по масштабам голода, случившегося в России в царствование Бориса Годунова.
Четыре с половиной года епископ Евгений прослужил на муромской кафедре. Он пользовался заслуженной любовью и уважением духовенства и мирян города Мурома, а также соседних уездов, которые входили в сферу его деятельности, был награжден во время службы в Муроме орденом
Владимира 3-й степени. Однако по указу церковных властей от 14 июня 1912 г. епископ Евгений был перемещен в епархиальный центр с переименованием его во епископа Юрьевского. Это было повышение по службе, т. к. во Владимирской епархии епископ Муромский являлся вторым викарием, а епископ Юрьевский – первым.
Юрьевским владыкой Евгений Мерцалов служил с 1912 по 1919 г. К сожалению, об этом периоде его жизни и деятельности известно очень немногое. За это время он был отмечен еще одной высокой светской наградой – орденом Анны 1-й степени.
Февральская революция 1917 г. привела к существенным изменениям в системе управления Русской Православной Церковью, в частности была ограничена власть епархиальных владык, одновременно их стали не назначать сверху, а выбирать. Духовенство Владимирской епархии в мае 1917 г. выразило недоверие архиепископу Алексию (Дородницыну), сословный съезд принял решение о передаче власти в епархии старшему викарию, т. е. епископу Евгению. Он начал официально исполнять эти обязанности после того как по этому вопросу 18 мая 1917 г. состоялось решение Синода.