Nommesch ble sittende som biskop til han døde i 1935. Hans tid som biskop var preget av forsoning og gjensidig forståelse mellom stat og kirke: Striden rundt de katolske skoler fant en kompromissløsning i 1921, slik at den religiøse oppdragelse og opplæring, relegert til menighetene siden 1912, nå atter skulle finne sted i det offentlige utdannelsessystem. Hans episkopat var preget av at han vektla lojalitet til monarkiet og luxemburgske tradisjoner, nærhet til Roma (med pilegrimsferder til Den evige stad og til Lourdes, og feiring av årsdagene for de pavelige kroninger) og venerasjon av Jomfru Maria. Han hadde lovet at Notre Dame-katedralen skulle bli utbygget, og i mai 1935 ble dette arbeidet iverksatt. Etter at Nommesch døde i oktober 1935 fortsatte byggearbeidene under hans etterfølger Joseph Laurent Philippe.