Ngày 20 tháng 12 năm 1902, Hồ Ngọc Cẩn thụ phong chức Linh mục lúc mới 26 tuổi. Sau khi được truyền chức linh mục, tháng 2 năm 1903, linh mục Cẩn được bổ nhiệm đảm nhiệm chức linh mục phó giáo xứ Kẻ Văn (nay thuộc xã Hải Tân, huyện Hải Lăng, Quảng Trị). Trong thời kỳ đảm nhiệm vai trò này, linh mục Cẩn mở lớp dạy chữ cho trẻ em và người lớn nhằm nâng cao dân trí, dạy dỗ kinh bổn, cách đối xử với mọi người. Các việc này làm nhiều giáo dân yêu mến ông. Tháng 8 năm 1907, ông kết thúc vai trò đầu tiên trong đời linh mục. Ba tháng sau đó, tháng 11 năm 1907, Hồ Ngọc Cẩn đảm nhiệm vai trò linh mục chánh xứ Kẻ Hạc (nay thuộc xã Vạn Trạch, huyện Bố Trạch, Quảng Bình.[1]

Tháng 9 năm 1910, Hồ Ngọc Cẩn được cử làm giáo sư tại Tiểu chủng viện An Ninh và là một giáo sư người Việt Nam đầu tiên giảng dạy tại chủng viện Công giáo. Ông dạy các môn Latin, Pháp, Toán, Việt với một phương pháp sư phạm rất tiến bộ, dễ hiểu, dễ nhớ, trình bày rõ ràng, sáng sủa và nhẹ nhàng.[1]

Năm 1923, Hồ Ngọc Cẩn được bổ nhiệm đảm nhận vai trò linh mục chính sở họ đạo Trường An, cùng với Giám mục Eugène Allys Lý xây dựng Dòng Thánh Tâm (Institution Coeur) tại Trường An (Huế). Năm 1924, ông được cử làm Bề trên tiên khởi của Dòng.

Linh mục Hồ Ngọc Cẩn dành tâm huyết xây dựng các cơ sở tôn giáo, đào tạo tu sĩ và gầy dựng bốn trường Sơ đẳng Tiểu học, trao cho các tu sĩ Thánh Tâm điều khiển, ở Trường An, Phủ Cam, Kim Long và Lại Ân. Ngoài ra, ông còn thành lập nhà in “Trường An ấn quán” chuyên in sách báo tài liệu giáo lý của Hạt Đại diện Tông Tòa Huế.[1]