Санин отправился сначала в тверской Саввин монастырь, но пробыл там недолго и перешел в Боровск к игумену Пафнутию. Главной особенностью обители Пафнутия был неустанный труд иноков.
Придя в монастырь, 20-летний Иван встретил Пафнутия, занятого рубкой леса. Перед кончиной игумен отправился с учениками к пруду, на прорванную плотину, и учил их, «как заградити путь воде». Своей строгостью и благочестием Пафнутий снискал почтение в великокняжеской семье. В трудах и послушании Иосиф провел под началом Пафнутия 18 лет. Вслед за сыном в Боровский монастырь явился Санин-отец. Иосиф принял отца и 15 лет ухаживал за разбитым параличом стариком, жившим с ним в одной келье.
Пафнутий Боровский умер в 1477 г., назначив своим преемником Санина. Однако Иосиф не спешил принять бразды правления в свои руки. В компании старца Герасима Черного он два года странствовал по Руси, переходя из монастыря в монастырь. Иосиф скрывал свое игуменство и называл себя учеником Герасима, трудился «на черных службах». Лишь однажды, будучи в пределах Тверского великого княжества, он невольно выдал себя. На всенощной некому было читать, и Иосифу пришлось взять книги. Вскоре он увлекся чтением, и были у него «в языце чистота, и в очах быстрость, и в гласе сладость, и в чтении умиление: никто бо в те времена нигде таков явися». Изумленный игумен советовал тверскому князю не выпускать дивного чтеца из своей вотчины, и паломникам пришлось спешно бежать из Твери.
Среди русских монастырей особой славой пользовался Кирилло-Белозерский. Иосиф посетил его, когда Нил, по всей видимости, покинул Белоозеро. Объясняя свой уход, Сорский кратко упомянул о том, что сделал это «пользы ради душевныя, а не ино что». Иосиф описал свои впечатления от посещения Кирилло-Белозерского монастыря в резких и откровенных выражениях: «Старейшие и большие старцы вси отбегоша от монастыря, нетерпяще зрети святого Кирилла предание попираема и отметаема».
После странствий по монастырям Иосиф Санин вернулся в Пафнутьев Боровский монастырь. Братия встретила его сдержанно.
Игумен покинул обитель на два года, не подавал о себе никаких вестей. Монахи обращались к Ивану III, прося другого игумена. Государь отказал им. Пафнутьев монастырь был семейной обителью великого князя, что открывало перед игуменом большие перспективы, но Иосиф покинул Пафнутьев монастырь. Решение было связано с его религиозными установками, а также четко обозначившимися политическими симпатиями.
Познакомившись с монастырской практикой в разных княжествах и землях России, Санин пришел к выводу, что лишь строгие меры могут спасти пошатнувшееся древнее благочестие. Не надеясь исправить нравы в старинных монастырях с давно сложившимся укладом жизни, Санин пришел к мысли о необходимости основать новый монастырь, который стал бы образцом очищения монашеской жизни от разъедавших ее пороков. С этой целью Иосиф решил удалиться в родные края — Волоцкий удел, где княжил Борис Васильевич, брат Ивана III.
1 июня 1479 г. Санин пришел в удельную «отчину», а через несколько дней основал пустыньку посреди соснового бора, у слияния речек Сестры и Струги. Санину и семи его инокам, если верить легенде, не пришлось тратить силы на расчистку леса. Едва путники добрались до Сестры, произошло чудо: ураган, не причинив вреда людям, повалил могучие деревья и открыл перед их взором долину с серебряной гладью озера на востоке. Если Сергий Радонежский сам строил первую церковь и первые кельи в удельных владениях, то Иосиф с первых дней получил помощь от удельного князя. Борис Васильевич, повествует летописец, «прислал мастеров довольно на создание церкви и келий». Первая деревянная церковь была заложена 6 июня, а освящена 15 августа. Прошло пять-шесть лет, и благодаря щедрым субсидиям волоцкого князя на месте деревянной церкви был воздвигнут величественный каменный храм, расписать который Иосиф поручил «хитрому живописцу» Дионисию, самому знаменитому из художников Руси.
В церковном великолепии, музыке и живописи заключалась сила, оказывавшая глубочайшее воздействие на душу народа. Санин был натурой художественно одаренной и сделал достоянием обители лучшие образцы искусства своего времени. Среди немногих вещей, привезенных Саниным из Боровского монастыря, находились Евангелия, Деяния и Послания апостольские, псалтыри, Книги Василия Великого и Петра Дамаскина, «Патерик азбучной» и, наконец, «четыре иконы, три — Рублева письма Андреева».