Den 25. april 2006 utnevnte pave Benedikt XVI ham til koadjutor-biskop av Venice. Biskopen av Venice, John Joseph Nevins, bispeviet ham 25. juli samme år; Medkonsekratorer var erkebiskopen av Miami, John Favalora, og erkebiskopen av Dublin, Diarmuid Martin. Frank Joseph Dewane ble ordinarie biskop av Venice 19. januar 2007, da biskop John Joseph Nevins ble bevilget aldersbetinget fratreden. Bispedømmet hadde da 250.000 katolikker.