O'Malley va ser nomenat bisbe coadjutor de la diòcesi de Sant Tomàs el 30 de maig de 1984, pel Papa Joan Pau II. Va rebre la seva consagració episcopal el 2 d'agost següent pel bisbe Edward John Harper, amb l'arquebisbe James Hickey i el bisbe Eugene Marino servint com a co-consagradors.
Arquebisbe