18 marca 1602 został mianowany arcybiskupem Kapui, co można uznać za pewnego rodzaju zesłanie. Sakrę biskupią przyjął 21 kwietnia. Na konklawe po śmierci Klemensa VIII, był jednym z rozważanych kandydatów na Tron Piotrowy. Następny papież Paweł V przywrócił go na stanowiska w Rzymie, w wyniku czego Bellarmin zrezygnował z archidiecezji 31 sierpnia 1605. W latach 1606–1607 wdał się w spór pomiędzy Stolicą Apostolską a Republiką Wenecką. Dzięki jego pośrednictwu i napisaniu trzech orzeczeń ws. autorytetu papiestwa, nałożonego na Wenecję interdyktu i potwierdzenia założeń z soborów w Konstancji i Bazylei, udało się załagodzić nieporozumienia. Rok później wystąpił przeciwko angielskiemu królowi Jakubowi I, który nakazywał katolikom podpisywać przysięgę, że uznają prymat władzy królewskiej nad papieską.

Bellarmin konsultował się i utrzymywał przyjazne kontakty z Galileuszem, podczas gdy po raz pierwszy wysunął teorię heliocentryzmu w 1615. Kiedy Inkwizycja rzymska potępiła tę tezę, kardynał miał dostarczyć Galileuszowi upomnienie i odebrać jego deklarację pokory. Jako inkwizytor Bellarmino nadzorował proces i egzekucję na stosie Giordana Bruna. Od stycznia 1617, przez roczną kadencję pełnił rolę kamerlinga Kolegium Kardynałów.