Da bispedømmet Haarlem ble gjenopprettet den 4. mars 1853, sammen med fire andre nederlandske bispedømmer, ble Van Vree utnevnt til biskop. Han tok bispestolen i besittelse den 22. april 1853, og ble bispeviet av erkebiskop Johannes Zwijsen den 15. mai 1853. Av de fem nye biskopene som ble utnevnt, var han den eneste som ikke allerede hadde mottatt bispevielse.