Jako zawołanie biskupie przyjął słowa „Ut vitam habeant” (Aby mieli życie).
4 kwietnia 2014 papież Franciszek mianował go biskupem diecezjalnym diecezji Nanterre. Ingres do katedry świętych Genowefy i Maurycego w Nanterre odbył 4 maja 2014.
7 grudnia 2017 papież Franciszek mianował go arcybiskupem metropolitą paryskim. Ingres do archikatedry Notre-Dame w Paryżu odbył 6 stycznia 2018. 29 czerwca 2018 w bazylice św. Piotra na Watykanie odebrał od papieża Franciszka paliusz metropolitalny, który został mu uroczyście nałożony 7 października 2018 w archikatedrze Notre-Dame w Paryżu przez arcybiskupa Luigiego Venturę, nuncjusza apostolskiego we Francji. 26 listopada 2021 światowe agencje informacyjne poinformowały o złożeniu przez niego rezygnacji na ręce papieża, w reakcji na publikację w tygodniku „Le Point” reportażu o domniemanym autorytarnym sposobie zarządzania archidiecezją i niejasnych relacjach z kobietą sprzed 10 lat. Następnego dnia w wywiadzie na antenie Radia Notre-Dame zaprzeczył stawianym zarzutom, podkreślając brak jakichkolwiek kontaktów seksualnych z wymienioną w reportażu kobietą, przyznając jednak, że w tej relacji zachował się niezręcznie.