A morte do Papa Pio VI viu seu amigo cardeal Leonardo Antonelli nomeá-lo para a sé papal e ele ainda recebeu cinco votos no conclave . O novo Papa Pio VII - em meados de 1801 - nomeou Strambi Bispo de Macerata-Tolentino e ele se tornou o primeiro bispo a partir dos Passionistas. Esta notícia - antes de se tornar pública - o surpreendeu e assustou, e ele correu para Roma na tentativa de cancelar o compromisso antes de ser divulgado. Até mesmo seu bom amigo, o cardeal Antonelli, aconselhou-o a aceitar a nomeação para o bem-estar da Igreja. Strambi levou seu caso ao papa que o ouviu e disse a Strambi que a decisão de nomeá-lo bispo era "uma inspiração divina" na qual ele estava firme. O cardeal Antonelli presidiu sua consagração episcopalem Santi Giovanni e Paolo. Mas ele continuou a usar seu hábito Passionista em particular, apesar de seu cargo mais alto. Seu episcopado foi marcado pela preocupação com os pobres e ele até implorou por eles na ocasião. Ele cuidou muito da educação dos padres diocesanos e prestou muita atenção às normas de ensino nos seminários diocesanos. Suas obras de caridade incluíram o estabelecimento de orfanatos e lares para idosos. Ele ainda praticava as frugalidades que os Passionistas defendiam e isso se aplicava a seus hábitos de vida e alimentação: ele nunca permitia mais do que dois pratos para suas refeições.