แล้วย้ายไปศึกษากับพระยาธรรมปรีชา (บุญ) พระโหราธิบดี (ชุม) พระเมธาธิบดี (จั่น) และสมเด็จพระวันรัต (แดง สีลวฑฺฒโน) จนถึงปีกุน พ.ศ. ๒๔๑๘ จึงอุปสมบทที่วัดบุปผาราม โดยมี พระวิเชียรกระวี (เดช) เป็นพระอุปัชฌาย์ พระสาสนโสภณที่พระธรรมวโรดม (สา ปุสฺสเทโว) เป็นพระกรรมวาจาจารย์ คุณถมยาธิดาของพระยาโชฎึกฯ (ฟัก) เป็นเจ้าภาพ หลังอุปสมบทได้ย้ายไปอยู่วัดคณิกาผลบ้าง วัดกันมาตุยารามบ้าง เพื่อให้ใกล้กับบ้านพระยาธรรมปรีชา (บุญ)

     ท่านเข้าสอบครั้งแรกในปีชวด พ.ศ. ๒๔๑๙ ที่พระที่นั่งสุทไธสวรรยปราสาท แปลได้ประโยค ๑ จึงไม่ได้เป็นเปรียญ จนถึงปีมะเมีย พ.ศ. ๒๔๒๕ จึงเข้าสอบอีกได้เปรียญธรรม ๔ ประโยค และเข้าสอบครั้งสุดท้ายในปีจอ พ.ศ. ๒๔๒๙ ได้เพิ่มอีก ๓ ประโยครวมเป็นเปรียญธรรม ๗ ประโยค

     ในปี พ.ศ. ๒๔๓๐ ท่านได้รับแต่งตั้งเป็นพระราชาคณะไปครองวัดพิชยญาติการาม นอกจากนี้ยังได้รับแต่งตั้งในหน้าที่อื่น ๆ อีก ได้แก่ วันที่ ๘ มกราคม ร.ศ. ๑๑๔ ท่านได้รับพระราชทานตราตั้งเป็นสภานายกกรรมการมหามกุฏราชวิทยาลัยฝ่ายบรรพชิต และในปี ร.ศ. ๑๑๕ พระเจ้าน้องยาเธอ กรมหมื่นวชิรญาณวโรรส ซึ่งดำรงตำแหน่งเจ้าคณะใหญ่คณะธรรมยุตในขณะนั้น ได้ทรงแต่งตั้งท่านเป็นกรรมการเถรสมาคมคณะธรรมยุตชุดแรก

     เมื่อพระราชทานเพลิงพระศพสมเด็จพระสังฆราช (สา ปุสฺสเทโว) เสร็จ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงบริจาคพระราชทรัพย์ซ่อมแซมกุฏิสมเด็จพระสังฆราชจนสวยงาม ถึงในวันที่ ๒๖ เมษายน ร.ศ. ๑๒๐ จึงโปรดฯ ให้แห่พระสาสนโสภณ (อ่อน อหึสโก) จากวัดพิชยญาติการาม ลงทางเรือมาเป็นเจ้าอาวาสวัดราชประดิษฐฯ ท่านได้ครองวัดนี้ตราบจนมรณภาพ

     เมื่อทรงประกาศใช้พระราชบัญญัติลักษณะปกครองคณะสงฆ์ ร.ศ. ๑๒๑ ได้ทรงโปรดฯ ให้พระสาสนโสภณเป็นเจ้าคณะมณฑลกรุงเทพฯ และพระราชทานสัญญาบัตรเจ้าคณะมณฑลแก่ท่าน ณ พระอุโบสถ วัดพระศรีรัตนศาสดาราม ในวันที่ ๑๙ กรกฎาคม ศกนั้น