Sau hơn 16 năm thi hành các công việc mục vụ trên cương vị là một linh mục, ngày 13 tháng 6 năm 2001, Tòa Thánh loan báo Giáo hoàng đã tuyển chọn linh mục Sérgio da Rocha gia nhập hàng ngũ các giám mục Công giáo hoàn vũ, với vị trí được trao phó là Giám mục Phụ tá Tổng giáo phận Fortaleza, Ceara và danh hiệu Giám mục Hiệu tòa Alba. Lễ tấn phon cho vị tân chức được cử hành sau đó vào ngày 11 tháng 8 cùng năm, với phần nghi thức truyền chức chính yếu được cử hành cách trọng thể bởi 3 giáo sĩ cấp cao: Chủ phong là Tổng giám mục Fortaleza José Antônio Aparecido Tosi Marques, hai vị còn lại, với vai trò phụ phong, gồm Giám mục Joviano de Lima Júnior, S.S.S., giám mục chính tòa São Carlos và Giám mục Bruno Gamberini, giám mục chính tòa Giáo phận Bragança Paulista, Sao Paulo.[5] Tân giám mục chọn cho mình châm ngôn:Omnia in Caritate.[1]