Jabarkan Bologna dari Paus Benediktus XV

Asosiasi Della Chiesa dengan Rampolla, arsitek dari kebijakan luar negeri Paus Leo XIII (1878-1903), membuat posisinya di Sekretariat Negara di bawah kepausan baru agak tidak nyaman. Surat kabar Italia mengumumkan bahwa pada 15 April 1907, duta paus Aristide Rinaldini di Madrid akan digantikan oleh della Chiesa, yang pernah bekerja di sana sebelumnya. Pius X, tertawa atas pengetahuan jurnalis, berkomentar, "Sayangnya, koran itu lupa menyebutkan siapa yang saya nominasikan sebagai Keuskupan Agung Bologna berikutnya." Vatikan telah menyatakan "pergi sejauh ini untuk membuat surat-surat yang menamai dia sebagai duta paus, tetapi della Chiesa menolak untuk menerima mereka". Pada 18 Desember 1907, di hadapan keluarganya, korps diplomatik, banyak uskup dan kardinal, dan temannya Rampolla, ia menerima konsekrasi episkopal dari Paus Pius X sendiri. Paus menyumbangkan cincin episkopal dan crosier kepada uskup baru dan menghabiskan banyak waktu dengan keluarga della Chiesa pada hari berikutnya. Pada 23 Februari 1908, della Chiesa mengambil alih keuskupan-keuskupan barunya, yang mencakup 700.000 orang, 750 imam, serta 19 pria dan 78 wanita lembaga agama. Di seminari episkopal, sekitar 25 guru mendidik 120 siswa mempersiapkan diri untuk imamat.

Sebagai uskup, dia mengunjungi semua paroki, membuat upaya khusus untuk melihat yang lebih kecil di pegunungan yang hanya bisa diakses oleh kuda. Dia selalu melihat berkhotbah sebagai kewajiban utama dari seorang uskup. Dia biasanya memberikan dua atau lebih khotbah sehari selama kunjungannya. Penekanannya adalah pada kebersihan di dalam semua gereja dan kapel dan menghemat uang sedapat mungkin, karena dia berkata, "Mari kita simpan untuk memberi kepada orang miskin." Pertemuan semua imam dalam synode harus ditunda sesuai keinginan Vatikan mempertimbangkan perubahan yang sedang berlangsung di Hukum Kanonik. Banyak gereja dibangun atau dipulihkan. Dia secara pribadi memulai reformasi besar dari orientasi pendidikan seminari, menambahkan lebih banyak pelajaran sains dan pendidikan klasik ke kurikulum. Dia mengorganisir ziarah ke kuil Maria di Loreto dan Lourdes pada peringatan ke-50 penampakan. Kematian tak terduga temannya, pendukung dan mentor Rampolla pada 16 Desember 1913 merupakan pukulan besar bagi della Chiesa, yang merupakan salah satu penerima wasiatnya.