Etter erkebiskop François Lesnés død i 1910 ble Sontag utnevnt til apostolisk delegat til Persia og latinsk erkebiskop av Isfahan (et gammelt bispedømme som det var blåst nytt liv i) og ble bispeviet i Paris den 28. august 1910. Hovedkonsekrerende var erkebiskop Léon-Adolphe Amette av Paris; medkonsekrerende var emeritert delegat til Persia, titulærerkebiskop Hilarion Joseph Montéty Pailhas C.M. og biskop Edouard-Adolphe Cantel av Oran.