Le 27 décembre 1961, il est ordonné évêque, à titre d’auxiliaire de l’archevêque de Montréal, le cardinal Paul-Émile Léger, et désigné aux postes de vicaire général et de directeur de l’Office du clergé. Il s’appliquera notamment à préparer la mise en place des zones pastorales, groupement de paroisses faisant suite à l’enquête socioreligieuse de M. l’abbé Norbert Lacoste sur la pratique religieuse dans le Grand Montréal; le rapport de cette enquête venait d’être déposé en novembre 1961. Pendant la tenue du Concile Vatican II, il sera administrateur du diocèse, en l’absence du cardinal, pour les sessions d’automne 1962, 1963,1965 et participera à Rome à la session 1964.

De nouveau administrateur apostolique le 11 décembre 1967, au départ du cardinal, il est nommé, par Paul VI, archevêque de Montréal, le 20 avril 1968.