Tháng 4 năm 1936, Giám mục Chabanon đi Pháp, hoàn toàn kiệt sức, ông điều hành Miền Truyền giáo và lúc Giám mục Chabanon qua đời ngày 4 tháng 6 năm 1936, ông trở thành Giám quản tạm thời.[2] Tám tháng sau, Toà Thánh đã đặt ông làm giám mục hiệu toà Teuchira và Đại diện Tông Toà Huế. Ngày 10 tháng 2 năm 1937, tin báo đến Huế.[1]

Ngày 27 tháng 5 năm 1937, Khâm Sứ Toà Thánh chủ tế lễ tấn phong Giám mục của ông tại Nhà thờ chính toà Phủ Cam.[2] Rất nhiều lời chúc mừng cùng gửi đến ông từ khắp nơi.[1]

Báo Tuần tôn giáo (Semaine religieuse) của Coutances loan tin Giáo hoàng Piô XI chọn linh mục Lemasle làm Đại diện Tông Toà Miền Truyền giáo Huế, đã viết: Giáo hội tại Coutances vui mừng làm giàu thêm một tên nữa cho danh sách vinh quang của các linh mục đã được nâng lên hàng giám mục, ở Normandie, người ta hân hoan và mong một ngày nào đó được thấy lại ông ở Pháp.[1]

Các chủng viện được ông thăm viếng thường xuyên và ông chủ toạ các kỳ thi và khảo hạch các đại chủng sinh.[2] Ngoài ra, ông cũng chủ toạ các cuộc Đại hội hành hương Đức Mẹ La Vang.[1]

Ông ra thư mục vụ chỉ định các nghi thức cho toàn giáo phận để mừng kỷ niệm 100 năm cuộc tử đạo của hai Chân Phước Jaccard Phan và Tôma Thiện. Ngày khai mạc các nghi lễ là 21 tháng 9 năm 1938 và bế mạc là 21 tháng 9 năm 1939.[1]

Vào tháng 6 năm 1941, tại nhà thờ chính toà Phủ Cam, ông phong chức 8 linh mục, trong đó có một người chắt của Minh Mạng - vị vua bắt bớ việc truyền đạo.[1]

Ông cũng quan tâm nhiều đến các dòng tu và việc đào luyện trí thức, nghiệp vụ các tu sĩ. Ông tạo điều kiện cho việc mở trường trong mọi nhiệm sở của Miền Truyền giáo. Ông muốn các thầy giáo phải được chọn lựa kỹ càng và có trình độ.[2] Sự trợ lực của các nữ tu bản xứ giúp cho ông lập được một số trường trong các giáo xứ mới, nhưng số các trường vẫn còn thiếu và ngân khoản không đủ. Vì vậy, ông thiết lập “Hiệp Hội Đức Maria” để tăng cường việc giáo dục thiếu nhi và thanh thiếu niên. Mọi cố gắng đang diễn tiến tốt đẹp trong cả ba tỉnh của Miền Truyền giáo, thì 23 trường lại bị huỷ hoại hoàn toàn do chiến tranh.[1]

Việc tổ chức Công giáo Tiến Hành trong giáo phận cũng được ông quan tâm và nếu các khốn khổ thời thế: chiến tranh và tình hình chính trị ngăn cản việc thu lượm những kết quả có quyền mong ước, ông vẫn đi theo quan điểm của Toà Thánh.[1]

Các cuộc thăm viếng mục vụ kéo dài trong khoảng 40 ngày mỗi năm, tất cả được tiên liệu và sắp đặt trước.[2] Ông trải qua nhiều ngày trong các điểm truyền giáo tuỳ theo tầm quan trọng, để khảo hạch các em chịu phép Thêm sức. Ông đích thân hỏi các thiếu nhi và những người tân tòng, rồi các linh mục phụ giúp ông tiếp tục hỏi một vài câu trước mặt ông. Ông thấy các cuộc khảo hạch này cần thiết để buộc các người sắp chịu phép Thêm Sức học Giáo lý và để chính ông thấy được việc học của các người này thế nào. Các cuộc thăm viếng mục vụ này thỉnh thoảng rất cực nhọc. Nhiều lần ông mệt nhọc vì cái nóng nghẹt thở, cũng như do quá nhiều việc và tình trạng đường xấu buộc ông đi bộ chân trần và lội qua các khe nước. Mặc dù lớn tuổi, ông vẫn không than phiền và nếu có người xin lỗi trước mặt ông, ông đơn sơ trả lời: Tốt thôi! Tôi quen rồi!.[1]