Giám mục Giuse Vũ Duy Thống được tấn phong giám mục năm 2001, thời Giáo hoàng Gioan Phaolô II, bởi:[20]

• Giám mục Chủ phong: Tổng giám mục chính tòa Tổng giáo phận Thành phố Hồ Chí Minh Gioan Baotixita Phạm Minh Mẫn.
• Hai giám mục phụ phong: Giám mục Phaolô Bùi Văn Đọc, giám mục chính tòa Giáo phận Mỹ Tho và Giám mục Giuse Ngô Quang Kiệt, giám mục chính tòa Giáo phận Lạng Sơn và Cao Bằng.

Giám mục Giuse Vũ Duy Thống là giám mục phụ phong cho các giám mục:[20]

• Năm 2008, giám mục Phêrô Nguyễn Văn Khảm, hiện đang là giám mục chính tòa Giáo phận Mỹ Tho.
• Năm 2014, giám mục Giuse Trần Văn Toản, hiện đang là giám mục chính tòa Giáo phận Long Xuyên.
• Năm 2016, giám mục Giuse Đỗ Mạnh Hùng, hiện đang là giám mục chính tòa Giáo phận Phan Thiết.