Episkopat 25 listopada 1924 papież Pius XI mianował go wikariuszem apostolskim Zachodniego Gansu (3 grudnia 1924 tytuł, wraz ze zmianą nazwy wikariatu, został zmieniony na wikariusz apostolski Lanchowfu) i 18 grudnia 1924 biskupem tytularnym issuskim. 7 czerwca 1925 w Yanzhou przyjął sakrę biskupią z rąk delegata apostolskiego w Chinach abpa Celso Costantiniego. Współkonsekratorami byli wikariusz apostolski Yanzhou Augustin Henninghaus SVD oraz wikariusz apostolski Jinanu Adalbert Schmücker OFM.
W 1929 bp Buddenbrock przeniósł siedzibę wikariatu z Liangzhou-Xixiang do Lanzhou, z powodu trudnych warunków w poprzednim miejscu. W Lanzhou wybudował centrum misyjne z rezydencją biskupią, domami zakonnymi i nowoczesnym szpitalem prowadzonym przez Braci Miłosierdzia z Trewiru. Centrum zostało zniszczone w 1935 z powodu wybuchu w pobliskim składzie amunicji. 8 września 1937 delegat apostolski w Chinach abp Mario Zanin konsekrował nową katedrę.
Za pontyfikatu bpa Buddenbrocka wikariat apostolski Lanchowfu przeżył swój rozwój. Do 1924 obsadzono wszystkie stacje misyjne. Sprowadzono siostry ze Zgromadzenia Misyjnego Służebnic Ducha Świętego oraz Oblatek Świętej Rodziny w celu prowadzenia szkół, sierocińców i domów starców.