1913 ernannte ihn Papst Pius X. zum Titularbischof von "Pentacomia" und zum Apostolischen Administrator des Bistums Solsona. Die Bischofsweihe spendete ihm am 26. April 1914 Antolín López Peláez, der Erzbischof von Tarragona; Mitkonsekratoren waren Ramón Barberá y Boada, Apostolischer Administrator von Ciudad Rodrigo, und Ramón Guillamet y Coma, Bischof von Córdoba. In den Jahren 1914 bis 1916 war Francisco de Asís Vidal y Barraquer Senator des Spanischen Königreiches. 1919 ernannte ihn Papst Benedikt XV. zum Erzbischof von Tarragona, 1921 nahm er ihn als Kardinalpriester mit der Titelkirche "Santa Sabina" in das Kardinalskollegium auf. Francisco de Asís Kardinal Vidal y Barraquer nahm am Konklave des Jahres 1922 teil, das Papst Pius XI. wählte.