Ngày 21 tháng 12 năm 1967, Phó tế Phêrô Nguyễn Văn Nhơn được truyền chức linh mục tại giáo phận Đà Lạt, bởi giám mục giáo phận là Simon Hòa Nguyễn Văn Hiền.[16] Sau khi được truyền chức, tân linh mục được bổ nhiệm làm Giáo sư Tiểu chủng viện Đà Lạt.[6][17] Năm 1972, linh mục Nhơn được chọn làm Giám đốc Ðại chủng viện Minh Hòa Đà Lạt và giữ chức vụ này đến ngày 1 tháng 4 năm 1975, khi ông được bổ nhiệm giữ chức vụ mới là linh mục Chánh xứ của Nhà thờ chính tòa Đà Lạt. Sau đó ít tháng, ngày 10 tháng 9 cùng năm, linh mục Nhơn tiếp tục được chọn làm linh mục Tổng đại diện Giáo phận Đà Lạt.[6]