ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว พระองค์โปรดปรานพระมหาโตเป็นอย่างยิ่ง ในปี พ.ศ. 2395 พระองค์จึงได้พระราชทานตั้งสมณศักดิ์พระมหาโตเป็นครั้งแรก เป็นพระราชาคณะที่ "พระธรรมกิติ" และดำรงตำแหน่งเป็นเจ้าอาวาสวัดระฆังโฆสิตาราม ขณะนั้นท่านอายุ 65 ปี โดยปกติแล้วพระมหาโตมักพยายามหลีกเลี่ยงการรับพระราชทานสมณศักดิ์ แต่ด้วยเหตุผลบางประการ ทำให้ท่านต้องยอมรับพระราชทานสมณศักดิ์ในที่สุด อีก 2 ปีต่อมา (พ.ศ. 2397) ท่านจึงได้รับการเลื่อนสมณศักดิ์เป็นพระราชาคณะชั้นผู้ใหญ่ที่ "พระเทพกระวี" หลังจากนั้นอีก 10 ปี (พ.ศ. 2407) จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนาสมณศักดิ์ขึ้นสมเด็จพระราชาคณะชั้นหิรัญบัฏ ในราชทินนามที่ "สมเด็จพระพุฒาจารย์" มีราชทินนามตามจารึกในหิรัญบัฏว่า
สมเด็จพระพุฒาจารย์ อเนกสถานปรีชา วิสุทธศีลจรรยาสมบัติ นิพัทธุตคุณ สิริสุนทรพรตจาริก อรัญญิกคณิศร สมณนิกรมหาปรินายก ตรีปิฎกโกศล วิมลศีลขันธ์ สถิต ณ วัดระฆังโฆสิตารามวรมหาวิหาร พระอารามหลวงฯ
สมณศักดิ์ดังกล่าวนี้นับเป็นสมณศักดิ์ชั้นสูงสุดและเป็นชั้นสุดท้ายที่ท่านได้รับตราบจนกระทั่งถึงวันมรณภาพ คนทั่วไปนิยมเรียกท่านว่า "สมเด็จโต" หรือ "สมเด็จวัดระฆัง" ส่วนคนในยุคร่วมสมัยกับท่านเรียกท่านว่า "ขรัวโต"