To år senere, den 21. september 1961, utnevnte pave Johannes XXIII ham til titulærbiskop av . Obłąk mottok sin bispeordinasjon den 1. april 1962 av den polske kirkes primas Stefan Wyszyński i Frombork-katedralen (Frauenburg). Høsten samme år ble han generalvikar for bispedømmet Warmia. Fra 1962 til 1968 var han også rektor ved seminaret i Olsztyn.