Sau khi sang du học chỉ gần hai năm, ngày 20 tháng 12 năm 1952, chủng sinh Nicôla Huỳnh Văn Nghi được phong chức Phó tế tại nhà thờ St-Sulpice, Tổng giáo phận Paris. Chủ phong phong chức Phó tế là Tổng giám mục Maurice Feltin, Tổng giám mục đô thành Tổng giáo phận Paris. Sau khi truyền chức phó tế được hơn sau tháng, Phó tế Nghi tiếp tục được thụ phong linh mục tại Nhà thờ Đức Bà Paris vào ngày 25 tháng 6 năm 1953 bởi Hồng y, Tổng giám mục Paris Maurice Feltin.[4]

Sau khi truyền chức linh mục, linh mục Huỳnh Văn Nghi trở về Việt Nam. Tân linh mục được bổ nhiệm giữ các chức vụ trong nội thành Sài Gòn như sau: Giáo sư tại Chủng viện từ năm 1953. Năm 1961, linh mục Nghi được bổ nhiệm đảm nhận vai trò linh mục chánh xứ Giáo xứ Gò Vấp và từ năm 1965, ông là linh mục chánh xứ giáo xứ Tân Định cho đến năm 1974.[2] Song song với các trách vụ trên, từ năm 1967, linh mục Huỳnh Văn Nghi còn đảm nhận vai trò giám đốc Caritas Sài Gòn. Ngày 14 tháng 3 năm 1972, ông được Bộ Xã hội Việt Nam Cộng hòa tặng Xã hội Bội tinh đệ nhất đẳng.[3]