La guerra civil va suposar un trauma per a la família de Pau de Ballester, i això el va fer inclinar per la vocació religiosa. Va decidir entrar a l'orde dels caputxins, i mentre estudiava a Sarrià va descobrir que els seus avantpassats havien estat senyors de Queronea, als ducats d'Atenes i Neopàtria, al segle XIV.

El 1953 fou convidat per l'Església ortodoxa grega a estudiar teologia, i allà es va adonar, segons va escriure, que "els ortodoxos són els únics cristians que creuen com els cristians de les catacumbes i com els Pares de l'Església de l'Edat d'Or. [...] Només aquí viu i roman el fons del cristianisme i la veritat revelada sense alteracions". El 1954 fou ordenat sacerdot a la catedral d'Atenes i es traslladà a Constantinoble, on el patriarca Atenàgores I el nomenà abat del monestir de Sant Nicolau. Basant-se en els còdexs bizantins de la Biblioteca Patriarcal traduí al castellà textos litúrgics, i la seva versió és encara avui oficial per als cristians ortodoxos de parla espanyola.

Reunir catòlics i ortodoxos
Treballà especialment en la tasca d'apropar de nou les esglésies catòlica i ortodoxa, separades des del cisma de l'any 1054. Per això va establir correspondència amb el patriarca ortodox de Constantinoble, amb l'arquebisbat primat d'Atenes i amb la jerarquia vaticana, i va formar part de les comissions mixtes d'ambdues esglésies amb vista a la unió ecumènica.

El 1959 es va nacionalitzar grec, i el mateix any va arribar a Mèxic, on fou nomenat arximandrita i rector eclesiàstic de la colònia grega. El 1970 fou nomenat bisbe per a Mèxic, l'Amèrica Central, el Carib i Colòmbia, a més d'encarregar-se de les comunitats ortodoxes de les Bahames, Veneçuela i l'Equador. En paral·lel va exercir la càtedra de grec clàssic a la Universitat Nacional Autònoma de Mèxic, i va ensenyar també a la Universitat Lasalle, a la Universitat Autònoma Metropolitana i a l'Institut Politècnic Nacional.

El 1973 va fundar a Ciutat de Mèxic l'Institut Cultural Hel·lènic, amb programes de difusió cultural i formació humanística. Pau de Ballester fou també un gran conferenciant, especialitzat en ressenyes biogràfiques de grans personatges de la història, i va fer nombrosos estudis en castellà i grec, a més de traduir obres teatrals clàssiques de Sòfocles, Eurípides i Aristòfanes.