Pave Benedikt XVI utnevnte ham 15. april 2009 til hjelpebiskop i Cali og titulærbiskop av . Han ble bispeviet av erkebiskopen i Bogotá, kardinal Pedro Rubiano Sáenz, 20. juni samme år i katedralen i Bogotá; medkonsekrerende var erkebiskop Aldo Cavalli, apostolisk nuntius i Colombia, og Juan Francisco Sarasti Jaramillo CIM, erkebiskop av Cali. Fra 15. juli 2012 til 8. juli 2016 var José Daniel Falla Robles også generalsekretær for den colombianske biskopekonferanse.