Od 1778 w Astrachaniu mieściło się seminarium duchowne.
W 1875 eparchia rozpoczęła publikację swojego oficjalnego organu prasowego, Astrachanskich jeparchialnych wiedomosti. W II poł. XIX wieku w eparchii mieściło się centrum działalności misyjnej prowadzonej przez Cerkiew rosyjską wśród Kałmuków, staroobrzędowców oraz mołokan. Na początku XX wieku eparchia liczyła 231 cerkwi, z czego 173 parafialne.
Po rewolucji październikowej, w latach 1917–1919, zamknięty został sobór Zaśnięcia Matki Bożej w Astrachaniu, seminarium duchowne oraz prasa eparchialna. 23 czerwca 1919 rozstrzelani zostali arcybiskup astrachański i carewski Mitrofan (Krasnopolski) oraz biskup pomocniczy Leoncjusz. W 1920 władze przeprowadziły na terytorium eparchii masowe aresztowania kapłanów. Miało to miejsce natychmiast po dokonaniu przez kolejnego arcybiskupa, Anatola (Sokołowa), objazdu eparchii, w czasie którego porównywał on walkę bolszewików z Cerkwią do walki Boga i Antychrysta. W czerwcu 1922 ten sam duchowny przystąpił do ruchu Żywej Cerkwi, co doprowadziło do rozłamu wśród wiernych i duchowieństwa. W końcu roku następnego wierni uznający zwierzchnictwo patriarchy Tichona dysponowali jedynie dziesięcioma cerkwiami. Od 1939 do 1942 eparchia nie posiadała zwierzchnika.