Den 24. juni 2006 utnevnte pave Benedikt XVI ham til biskop av Palencia. Den apostoliske nuntius til Spania, erkebiskop Manuel Monteiro de Castro, bispeviet ham den 10. september samme år; medkonsekratorer var biskopen av San Sebastián, Juan María Uriarte Goiricelaya, og biskopen av Orihuela-Alicante, Rafael Palmero Ramos.