Через несколько дней он был пострижен в мантию и возведен в сан епископа и архиепископа. 17 апреля 1942г. указом Патриаршего Местоблюстителя митрополита Московского Сергия (Страгородского) прот.Сергию определено быть после принятия монашества епископом Можайским, викарием Московского митрополита (с пребыванием в то время в г.Ульяновске, где в эвакуации находился Патриарший Местоблюститель). 29 мая 1942г. в Казанском соборе Ульяновска митрополит Сергий совершил постриг прот.Сергия в монашество с наречением имени в честь св.ап.Варфоломея. Относительно наречения его при постриге Варфоломеем сохранилось следующее предание. О.Сергий просил не менять ему имени, и Патриарший местоблюститель эту просьбу в определенном смысле удовлетворил, ибо, как известно, св.прп.Сергий Радонежский в миру звался Варфоломеем

31 мая 1942г. состоялась архиерейская хиротония иеромонаха Варфоломея

Вскоре после своего назначения архиепископом Можайским он прибыл в Москву. Как викарий митрополита Сергия, до ноября 1942г. он служил в различных храмах Москвы: в Богоявленском Елоховском соборе, в церкви св.Иоанна Предтечи на Пресне, в Преображенской церкви, в церкви Илии Обыденного, в Николо-Кузнецкой церкви, в церкви села Богородского, в Черкизове. Он неустанно проповедовал Слово Божие, призывал молиться о скорейшей победе русского воинства в борьбе с гитлеровской Германией. Много раз он сослужил митрополиту Крутицкому Николаю. В августе 1942г., несмотря на возраст и трудное военное время, он совершил поездку в свой кафедральный город — Можайск. 19 августа 1942г. — он снова в Москве. Службу на Преображение Господне он совершал в Елоховском Богоявленском соборе. В ноябре 1942г. был назначен на Ульяновскую кафедру. 8 ноября 1942г. он совершил последнюю службу в Елоховском соборе, после чего вскоре выехал в Ульяновск

15 ноября 1942г. архиепископ Варфоломей прибыл в Ульяновск. 26 декабря 1942г., по благословению митрополита Сергия (Страгородского), в кладбищенской церкви г.Ульяновска был торжественно отмечен 50-летний юбилей служения архиерея Варфоломея в Церкви, литургию возглавил митрополит Сергий (Страгородский). По случаю этого юбилея архиепископ Варфоломей был награжден правом ношения креста на клобуке. В годы Великой Отечественной войны он был одним из ближайших помощников главы Русской Православной Церкви митрополита Сергия (Страгородского). Личные духовные связи архиепископа Варфоломея с Грузинской Церковью способствовали восстановлению канонического общения между Русской и Грузинской Церквами в 1943г. 26 июля/8 августа 1943г. архиепископ Варфоломей был назначен в Новосибирскую и Барнаульскую епархию, куда входила в то время территория Западной Сибири. Ему временно было поручено управление также всеми сибирскими епархиями, не имевшими архиереев

24 августа 1943г. архиепископ Варфоломей прибыл в Новосибирск. Кафедральным храмом поначалу являлась кладбищенская Успенская церковь, где на Праздник Успения он совершил свою первую архиерейскую службу в Сибири. 31 августа 1943г. он был вызван в Москву для участия в Архиерейском Соборе, провозгласившем митрополита Сергия (Страгородского) Патриархом Московским и всея Руси. Провозглашение произошло 12 сентября 1943г. в Елоховском соборе. В Новосибирск из Москвы Владыка вернулся 22 сентября 1943г. В 1944г. по ходатайству архиерея Варфоломея Церкви был возвращен Вознесенский храм, после реставрации и расширения ставший кафедральным (освящен владыкой Варфоломеем в 1947г.). С первых же дней служения на Новосибирской кафедре архиепископ Варфоломей заботился о возрождении церковной жизни в Сибири, где к тому времени оставались считанные храмы и давно уже не было ни духовных школ, ни монастырей. Несмотря на трудности военных и послевоенных лет, архиепископ Варфоломей совершал частые поездки по региону (в 1944–1948гг. — около 30 поездок), служил в храмах Иркутска, Омска, Тюмени, Ишима, Тобольска, неоднократно посещал Барнаул, Красноярск, Бийск, освящал храмы, рукополагал священников, организовывал сбор пожертвований для нужд Советской Армии. Он проявлял сердечное попечение о детях-сиротах, вывезенных из блокадного Ленинграда. Архиепископ Варфоломей был сторонником строго уставного богослужения, не допускал его сокращения, проповедовал за каждой службой, стремился привлечь в храмы молодежь, в воскресные вечера проводил внебогослужебные беседы в храме, часто устраивал крестные ходы. 15 мая 1944г. в Москве скоропостижно скончался Патриарх Сергий (Страгородский). Владыка Варфоломей сразу же совершил панихиду, а 18 мая, в день погребения Святейшего, служил заупокойную литургию со всем городским духовенством. Кончина Святейшего произвела в душе архиепископа глубокую скорбь. В зиму 1945–1946гг. архиепископ был вызван в Москву для участия в заседаниях Святейшего Синода, и совершил три поездки в Москву. Возвратившись после последнего заседания из Москвы в Великий Понедельник, он уже с Великой Среды начал служить в своем храме. В первый день Пасхи (21 апреля 1946г.), лишь только его стали облачать к вечерне, с ним сделался серьезный сердечный припадок, и только 22 мая 1946г. Господь вернул ему силы, и на престольный праздник Никольского придела Вознесенской церкви, к великой радости прихожан, он уже совершал службу. С именем архиепископа Варфоломея связано восстановление широкого почитания Сибирских святых, в т.ч. свт.Иннокентия и Софрония — епископов Иркутских и свт.Иоанна, митрополита Тобольского. В июне 1946г. Владыка Варфоломей поехал в Тобольск, чтобы поклониться святым мощам свт.Иоанна. Владыка Варфоломей составил службу свт.Иоанну Тобольскому. Одобренная Патриархом Алексием I, она была издана Новосибирским епархиальным управлением и разослана для употребления по храмам сибирских епархий. Св.мощи свт.Иоанна, по ходатайству архиепископа Варфоломея, в 1947г. были перенесены из музея в Покровский собор Тобольска, где находятся и сейчас. В 1947г. архиепископу Варфоломею было поручено временное управление сначала Владивостокской (с 10 июля), затем также Красноярской (с 4 авг.) епархиями. В июне 1948г. он участвовал в Совещании глав и представителей Поместных Православных Церквей