Pave Pius XII utnevnte ham til biskop av Sioux Falls den 27. november 1956. Innsettelsen fant sted 5. desember samme år. Han deltok i alle fire sesjonene i Det andre Vatikankonsil, og viet meget av sin administrasjon til implementingen av konsilets reformer. Hoch fremmet økumeniske relasjoner med andre trossamfunn og var med på å etablere . I 1963 døpte og fermet han Fischer-femlingene, som var det første kjente overlevende sett av amerikanske femlinger.