В 1904 году окончил духовную академию со степенью кандидата богословия с правом соискания степени магистра богословия без нового устного испытания[1] и 28 июля назначен членом Урмийской духовной миссии.
В первой половине 1921 года временно управлял Владимирской епархией.
В тот период он был в первый раз арестован и приговорен к высылке, откуда смог возвратиться в Вязники лишь в январе 1922 года[3].
Во время потрясшего Церковь обновленческого раскола епископ Корнилий (Соболев) оставался верен Патриарху Тихону, хотя к июлю 1922 года к обновленчеству примкнуло большинство епархиальных архиереев. Епископ Корнилий был резким противником «Живой церкви» и, имея большой авторитет, вёл духовенство и верующих за собой. В то время как в стране обновленцами было захвачено большинство храмов, в Вязниковском викариатстве лишь два священника отошли в раскол[3].
Осенью 1922 года был арестован, в 1923 году сослан на три года в Нарымский край[4].
С 1926 года — епископ Владимирский и Суздальский (один месяц).
С августа 1926 года — архиепископ Свердловский и Ирбитский. С сентября 1926 года епархией не управлял так как находился ссылке и концлагере.
Осенью 1926 года вместе с епископом Павлином (Крошечкиным) предпринял попытку тайно избрать Патриарха путём опроса (собирания письменных мнений), в результате которого большинство иерархов высказались за избрание Патриархом митрополита Кирилла (Смирнова) как первого в списке поименованных в завещании патриарха Тихона. Процедура закончилась массовыми арестами архиереев, включая заместителя Патриаршего местоблюстителя митрополита Сергия[5]. Современный церковный историк иерей Александр Мазырин, изучив следственные дела, установил, что в выборах успели принять участие около 45 архиереев. Впрочем, отношение к такому способу избрания Патриарха среди высших архиереев было неоднозначным: «Патриарший Местоблюститель митрополит Петр о них, судя по всему, вообще ничего не знал. Первый кандидат в Патриаршие Местоблюстители — митрополит Кирилл — тоже не был поставлен в известность о готовящемся избрании его Патриархом, во всяком случае, он имел основания писать, что ему эта „затея“ была „совершенно неведома“. <…> Про второго кандидата в Местоблюстители, старейшего иерарха Русской Церкви митрополита Агафангела, здесь и говорить не приходится: не в последнюю очередь выборы устраивались ради того, чтобы не допустить его до местоблюстительства. Заместитель Местоблюстителя митрополит Сергий дал согласие лишь на предварительный опрос архиереев о том, можно ли в принципе проводить предлагаемым образом избрание Патриарха или нет. Преемник митрополита Сергия митрополит Иосиф, по его словам, также видел в опросе лишь „предварительный обмен мнениями“»[6]
3 апреля 1933 года, пострадал от нападения на него преступников и после 13-14 дней сильных мучений скончался.
Евстафия (Морозова), монахиня. За Христа пострадавшие: архиепископ Свердловский и Ирбитский Корнилий (Соболев) // Православие на Урале: вехи истории. Материалы Межрегиональной научно-практической конференции. 2012. — С. 51-64.