Den 15. desember 1945 ble han presteviet av biskop Hugh Louis Lamb, som var hjelpebiskop i Philadelphia. Deretter var fader O'Connor sjelesørger i erkebispedømmet i syv år; fra 1953 virket han så i nesten 27 som militærsjelesørger. Han var feltprest i Koreakrigen, og ble med tiden forfremmet til grad av .