17 lipca 2004 został wyniesiony do godności arcybiskupa ad personam.
26 sierpnia 2004 papież Jan Paweł II mianował go biskupem diecezjalnym diecezji warszawsko-praskiej. 2 października 2004 odbył ingres do katedry praskiej i kanonicznie objął diecezję. Jako biskup diecezjalny powołał duszpasterstwo środowisk twórczych i sportu. Zainicjował koncerty w katedrze oraz Praskie Drogi Krzyżowe. Erygował 8 nowych parafii i ośrodków duszpasterskich. Przyczynił się do beatyfikacji Ignacego Kłopotowskiego, założyciela sióstr loretanek. Założył także katolicki tygodnik „Idziemy”.
17 kwietnia 2008 papież Benedykt XVI mianował go arcybiskupem metropolitą gdańskim. Ingres do Archikatedry Trójcy Świętej w Gdańsku-Oliwie, w trakcie którego kanonicznie objął urząd, odbył 26 kwietnia 2008. 29 czerwca 2008 w Bazylice św. Piotra w Rzymie odebrał od papieża paliusz metropolitalny. 13 sierpnia 2020 papież Franciszek przyjął jego rezygnację z urzędu arcybiskupa metropolity gdańskiego, złożoną zgodnie z wymogami prawa kanonicznego w związku z ukończeniem 75 lat, jednocześnie mianując administratorem apostolskim sede vacante archidiecezji gdańskiej Jacka Jezierskiego, biskupa diecezjalnego elbląskiego.