Pave Pius XII utnevnte ham til koadjutorbiskop av Dallas i Texas den 8. februar 1952, samt titulærbiskop av . Etter biskop Joseph Patrick Lynchs død i august 1954, overtok Gorman bispestolen den 29. august 1954. Biskop Gorman ledet sitt nye bispedømme i 15 år. I hans embetsperiode ble USAs president John F. Kennedy skutt i Dallas.