11 czerwca 1966 został mianowany arcybiskupem tytularnym Tusuro oraz pronuncjuszem w Senegalu i delegatem apostolskim w Afryce Zachodniej. Sakry biskupiej udzielił mu 11 września 1966 w Rzymie kardynał Amleto Giovanni Cicognani, sekretarz stanu. W czerwcu 1967 arcybiskup Benelli powrócił do Watykanu i został substytutem w Sekretariacie Stanu. W czerwcu 1977 Paweł VI mianował go arcybiskupem Florencji i kardynałem, z tytułem prezbitera S. Prisca.
Benelli uchodził za jednego z faworytów (papabili) zarówno na konklawe po śmierci Pawła VI, jak i po śmierci Jana Pawła I. Nie został wybrany; brał później udział w pracach sesji Światowego Synodu Biskupów w Watykanie oraz sesjach Kolegium Kardynalskiego. Zmarł w październiku 1982 i został pochowany w katedrze metropolitalnej we Florencji.
Bibliografia sylwetka w słowniku biograficznym kardynałów Salvadora Mirandy
Kategoria:Włoscy kardynałowie XX wieku Kategoria:Urodzeni w 1921 Kategoria:Zmarli w 1982 Kategoria:Kardynałowie z nominacji Pawła VI